研究煤热解机理对发展新的煤热转化过程具有重要意义,但是煤的组成及结构的复杂性使得直接以煤为研究对象存在诸多困难。以类煤结构模型化合物为研究对象来代表煤中典型的局部特征结构时,研究方法将会变得更加简单,结论也会更加明确。本论文在固定床和脉冲进样热解反应装置上研究了多种类煤结构模型化合物的热解行为,并采用量子化学方法对键的解离能进行理论分析。通过研究各种模型化合物的热解特性,将为认识煤中典型键的热解行为、开发煤洁净利用技术提供实验和理论依据。论文的主要研究内容和结果包括：(1)在固定床热解装置上研究了三种苯基醚类模型化合物(苯甲醚、苯乙醚和苯基苄基醚)在500、600和700℃时的热解行为。实验和理论计算的结果表明,三种苯基醚的热解都以Caliph-O键的断裂为主要自由基路径,主要液相产物都为苯酚。苯基苄基醚结构中的两个苯环在热解中会产生共轭作用,从而降低Caliph-O键的解离能,使其热解转化率高于其它两种苯基醚。苯乙醚结构中的β-H会使其在热解过程中发生非自由基反应,从而使其热解转化率和苯酚的收率高于苯甲醚。700℃苯乙醚热解气相产物中大量C2H4的存在可证明非自由基反应路径的存在。(2)在固定床热解装置上研究了三种二芳香烷烃(联苯、二苯甲烷和联苄)在500、600、700和750℃时的热解行为。三种二芳香烷烃桥键的解离能大小顺序为：联苯Caryl-Caryl键(452.39kJ/mol)>二苯甲烷Caliph-Caryl键r335.08 kJ/mol)>联苄Caliph-Caliph键(232.10 kJ/mol),相同热解条件下转化率则呈现出相反的规律。随着桥键的增长,桥键的解离能降低,桥键的解离温度也降低,热解的转化率提高。对比联苄和苯基苄基醚的热解,氧原子的引入,降低了桥键的解离能,提高了热解转化率。(3)在固定床热解装置上研究了多种含杂原子类煤模型化合物的热解。结果表明,含氧醚键较易发生解离,而酮类和酚羟基热稳定性较高；含硫模型化合物噻吩解离较难,而二硫醚的解离较易,热解过程中会产生H2S;吲哚和喹啉由于含氮杂环的热稳定性较高,C-N键的解离能也较高,在本论文实验条件下难发生热解反应。(4)在固定床热解装置上研究了升温速率对模型化合物热解过程的影响。结果表明,提高升温速率,会促进模型化合物的热解；随着升温速率提高,加热时间缩短,一定程度上抑制了二次反应的发生。(5)在脉冲进样热解装置上研究了多种添加物对苯基苄基醚和联苄热解的影响。结果表明,供氢溶剂四氢萘对模型化合物的热解影响较为显著。四氢萘在共热解过程中会提供氢自由基,使模型化合物热解产生的初始自由基能及时被氢自由基稳定,热解朝着有利的方向进行,进而提高热解转化率；氢自由基的存在也减少了二次反应和多次反应的发生,会对热解过程中的缩聚反应产生抑制作用,所以共热解时液相产物收率增加,残焦收率降低。