燃料燃烧中氢提取反应动力学的理论研究

发布时间：2024-07-05 03:52

　　如何实现高效、清洁的燃料燃烧过程一直是能源转化领域亟待解决的关键问题。量子化学方法为微观燃烧反应的研究提供了一条有效途径。本论文选取了燃料中三个重要组分开展了系统的燃烧反应动力学计算研究,具体研究内容如下:(1)丙醇与OH自由基氢提取反应的动力学研究:使用竞争规范统一统计(CCUS)模型和多结构扭转变分过渡态理论结合小曲率隧穿近似(MS-CVT/SCT),计算了在63-2000K的宽温度范围内正丙醇和异丙醇与OH自由基发生氢提取反应的速率常数和分支比。结果表明,在高压和低压极限下,极低温时反应速率常数表现出显著的负温度依赖性。造成这种现象的原因包括隧穿、过渡态的高频振动非谐性及负的正反应能垒。进而,我们观察到在正丙醇T<～400K或异丙醇T<200K时速率常数与压力相关。具有较低势垒的Hα位氢提取过程并非在反应中总占主导地位。虽然异丙醇的Ht位具有较高的势垒,但在1000K以上占主导地位。在极低温度和高压极限下,由于隧穿效应的影响,正丙醇的Hβ位和异丙醇的HO位在反应中占主导地位。(2)环戊烷在宽温度范围内的氢提取反应动力学研究:选择大气中最常见的七个自由基(氢自由基(H)...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－５．６７３?Ｋ和７８３?Ｋ温度下丙烷、环戊烷和环己烷的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ参数及

?北京化工大学硕士学位论文???１．２．２环戊烷与００Ｈ自由基发生氢提取反应的研究进展??Ｈａｎｄｆｏｒｄ－Ｓｔｙｒｉｎｇ和Ｗａｌｋｅｒ［２８］在２００２年通过实验的方法在６００－８００?Ｋ之间研究??了?ＯＯＨ自由基与环戊烷的反应，通过实验获得的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ参数，考虑环戊....

图３－１．正丙醇与ＯＨ反应过渡态的最低能量结构

结构）。正丙醇与ＯＨ自由基反应的Ｒｌａ－Ｒｌｄ路径的过渡态结构分别??有２２、３０、４０和１８个（分别对应１１、１５、２２和９对镜像结构），异丙醇与ＯＨ自由??基反应的Ｒ２ａ－Ｒ２ｃ路径的过渡态结构分别有４、３６和６个（分别对应２、１８和３对镜??像结构）。??Ｈ＾－ＴＳ＊?（０....

图３－２．异丙醇与ＯＨ反应的最低能量过渡态结构

?第三章羟基自由基与丙醇氢提取反应的动力学研究???ｊ?ｙ??、?＾?＾?ｊ?ｊ?Ｊ?ｊ??Ｈａ－ＴＳａ缸（０）?ＨｒＴＳａ＊ｃ?（０）?ＨｒＴＳｂ?（０．６４）??ｊ?ｊｊ?＾?ｊ?ｊ?ｊ??ＨｃｒＴＳａ?（０）?Ｉｉ〇－ＴＳｂ?＜０．６８）?Ｈ〇－ＴＳｃ?（０．６６）??图３....

图３－３．正丙醇（ａ）和异丙醇（ｂ）与ＯＨ自由基的反应势能面（不包括零点能）

－?（＇？＇４４）?＼?＼＼??〇?＼?Ｗｆｏ－ｎ－５７１－１２．３８）??｜－１５－?＼Ｖ＾Ｍ７＇Ｉ７）?，ｒ＜５－?＼＼ｐ—??＾?＼?，Ｐ＾－Ｉ８．７Ｕ－１９３５）?茏?＼??－２０?｜?－２０?＼??Ｐａ－２３．０１?（－２３．８６）?Ｐｇ－２４．１１（－２４．５１）??....

本文编号：4000996