煤炭在我国经济高速发展进程中有着不可替代的地位,但煤炭的不清洁利用如燃烧等造成了严重的环境污染。煤直接液化技术是将煤加氢转化为液体燃料油的清洁转化技术,这对平衡我国能源现状、维持能源和社会的可持续发展、保护环境以及保证国家安全具有重要的意义。物质的性质由其结构决定,在分子水平上,探究煤及其组分结构差异及其液化反应性,对煤直接液化技术的发展具有意义。本论文选择黑岱沟煤作为长焰煤代表,对长焰原煤及其镜质组、惰质组进行了分析表征,探究了三种样品的结构差异,并构建了三种样品的结构模型。在结构模型基础上,通过量子化学计算、热解及高压釜试验,探究了三种样品的液化性能。实验结果表明:（1）镜质组含有较多的脂肪结构,原煤和惰质组含有较多的芳香结构。原煤结构中的芳香结构主要有芘、菲、萘、苯、吡啶及吡咯;镜质组结构中不含有芳环缩合程度较高的芘和菲,只含有芳环缩合程度较低的萘以及缩合度为零的苯、吡啶及吡咯;惰质组结构中,芳环缩合程度较高的芘、菲和萘含量较高,缩合度为零的苯环结构数量较少。此外,惰质组结构中不含有吡啶结构,只含有吡咯结构。构建的原煤、镜质组和惰质组结构式分别为C₁₈₉H₁₉₄N₂O₂₀、C₂₁₄H₂₁₈N₂O₂₀、C₁₇₀H₁₆₂N₂O₂₀。（2）键长、键级分布信息可在一定程度上可以反映煤的反应性。键长较长键的含量按镜质组、原煤、惰质组依次递减,键级较大键的含量按镜质组、原煤、惰质组依次增加。三种样品在热解过程中,化学键的断裂次序相似,不同之处在于断裂化学键的数量。镜质组中易断裂的键含量最多,原煤次之,惰质组含量最少。此外,在热解产物二氧化碳释放之前,一些脂肪结构的碳碳键被破坏。（3）热解过程中,原煤、镜质组及惰质组中含相同碳数的不同物质随温度变化趋势相似。原煤、镜质组及惰质组热解过程中逸出的气体相同,且按逸出时间和变化规律大致可被分为四类。（4）原煤及其镜质组的最优液化温度为455℃,最优液化时间为60min。在最优液化温度及时间下,原煤液化转化率为83.50%,油收率为56.32%;镜质组的液化转化率为93.55%,油收率为72.44%。相比原煤来说,镜质组表现出更高的液化转化率及油收率。