VO_2~+与CH_3 CHO反应机理的密度泛函研究

用密度泛函方法在B3LYP/6-311G(d,p)水平上研究了VO_2~+氧化CH3CHO的反应机理.计算结果表明VO_2~+氧化CH_3CHO的优势反应路径为:首先,CH_3CHO与1VO_2~+或~3VO_2~+通过无能垒的放热反应形成配合物;然后,VO_2~+的O原子进攻CH_3CHO分子中-CHO的C原子,形成四元环中间体;最后,通过H迁移反应形成~1VO~+或~3VO~+与CH_3COOH的配合物.     

苯高压氧化实验和模型研究

利用射流搅拌反应器研究了1.2 MPa、当量比为1、温度范围880～1010 K下苯的氧化反应动力学。利用气相色谱和色谱质谱联用仪检测到了20种产物和中间组分。根据实验结果发展了一个272种组分、1702个反应的动力学模型,合理地模拟了实验结果。与常压实验相比,检测到乙醛、丙烯醛、甲苯、苯乙烯、苯甲醛、萘、茚和二苯并呋喃等新组分;反应的初始温度由1000 K降低为950 K,反应区间由300 K减少至70 K;探明了高压低温下苯通过苯醌消耗的新分解路径。根据敏感性分析,A₁+OH=A₁-+H₂O是促进其消耗最重要的反应,A₁OH+O₂=A₁O+HO₂是抑制苯消耗最重要的反应。本模型合理预测了苯在常压的氧化和不同压力下的层流火焰速度。     

CH_3CH_2O及CH_3CHOH与HO_2反应机理的理论研究

采用CCSD(T)/cc-p VTZ//B3LYP/6-311++G(2df,2p)水平上对CH_3CHOH+HO_2和CH_3CH_2O+HO_2反应体系的单、三重态反应机理进行了详细的理论研究.计算结果表明,CH_3CHOH+HO_2反应主要发生在单重态势能面上,其中四条通道均为快速自发过程;CH_3CH_2O+HO_2反应在三重态势能面上的通道CH_3CH_2O+HO_2→~3IM11→~3TS11→P11(CH_3CH_2OH+~3O_2)为动力学和热力学的优势路径.大气中CH_3CHOH比CH_3CH_2O更容易稳定存在.     

柴油/甲烷和柴油/甲醇二元燃料着火反应机理比较研究

本文在定容燃烧弹中利用高速摄像技术研究了柴油在甲烷/空气和甲醇/空气氛围中低温着火特性,并基于正庚烷/甲烷简化机理和正庚烷/甲醇骨架机理,对比分析了两种二元燃料的低温氧化路径。试验和模拟结果均表明甲烷和甲醇都能使柴油着火时刻推迟,且甲醇推迟作用更明显,柴油推迟着火现象随甲烷和甲醇当量比增大而更明显,随环境温度升高而减弱。反应路径分析表明,甲烷和甲醇的脱氢反应消耗了大量OH抑制了正庚烷着火,甲醇抑制作用强于甲烷原因在于甲醇消耗OH速率快,且只通过低温下很稳定的H_2O_2分解向自由基池中提供OH,而甲烷消耗的OH少,还能通过链传递反应(CH_3+HO_2=CH_3O+OH)贡献相当数量的OH。     

AC等离子体辅助CH4低温氧化的分子激发作用

本文采用实验测量和数值模拟结合的方法,对AC放电下He/CH4/O2混合气中激发态对甲烷裂解和低温氧化的动力学贡献进行研究。基于HP-Mech,增加反应物的放电机理以及激发态参与的化学反应及其驰豫反应,建立CH4低温氧化机理。采用化学反应动力学求解器CHEMKIN中的两段式Plasma-PSR模型模拟放电过程及化学反应过程。该动力学模型能较好地预测反应物的消耗和主要产物的生成,反应路径分析表明激发态物质CH4(v),O2(v),O2(a^1△g)等通过链式反应CH4(v)+OH→CH3+H2O,O2(v)+H→OH+O,O2(a^1△g)+H→OH+O促进活性自由基和产物的生成。     

QCT方法研究振转激发对H+HS反应的反应截面和产物极化的影响

基于Lv等人最新构建的高精度的最低三重态势能面H2S(3A″),利用准经典轨线(QCT)方法计算了H+HS反应的两个反应通道提取反应和交换反应的动力学性质.主要研究了在反应物HS的碰撞能为0.1-2.0 e V时,不同振转态(v=0-3,j=0-3)对积分反应截面和产物极化的影响.研究结果表明:在总角动量J=0时,QCT方法计算出的动力学结果和吕等人的量子力学(QM)结果符合的很好.因此,对标题反应的动力学性质进行了进一步的研究.     

甲醇对氨着火特性的影响与动力学分析

利用激波管试验平台测量了氨/甲醇混合气在不同当量比、不同掺混比、高温中低压条件下的着火延迟期。基于试验数据,提出了一个新的组合简化模型(NH₃-M),能够较好地预测氨/甲醇混合气的着火延迟期,基于该模型进行了化学反应动力学分析。结果表明,添加5%(摩尔分数)的甲醇可以使氨/甲醇混合气的着火延迟期缩短60%以上,氨/甲醇混合气着火延迟期的对数和着火温度的倒数均满足线性关系,影响该混合气的着火延迟期主要是OH、O、HO₂、H等小分子自由基,氨和甲醇最初的消耗均从脱氢反应开始,R224:H+O₂=O+OH是敏感度最大的着火促进反应,R466:CH₃OH+NH₂=NH₃+CH₃O和R467:CH₃OH+NH₂=NH₃+CH₂OH并不直接促进着火,而是产生的中间产物进而生成活性物质促进了整个反应的进行。     

QCT方法研究振转激发对H+HS反应的反应截面 和产物极化的影响

基于Lv等人最新构建的高精度的最低三重态势能面 ,利用准经典轨线（QCT）方法计算了H+HS反应的两个反应通道提取反应和交换反应的动力学性质。主要研究了在反应物HS的碰撞能为0.1-2.0eV时,不同振转态（v = 0 - 3, j = 0 - 3）对积分反应截面和产物极化的影响。研究结果表明：在总角动量J = 0时,QCT方法计算出的动力学结果和吕等人的量子力学（QM）结果符合的很好。因此,对标题反应的动力学性质进行了进一步的研究。     

大气压甲烷针-板放电等离子体中粒子密度和反应路径的数值模拟

甲烷针-板放电与重油加氢耦合形成甲烷转化重油加氢,可实现重油高效加氢并增产高附加值低碳烯烃,有实践应用前景和科学研究意义.建立二维流体模型,对大气压甲烷针-板放电等离子体进行数值模拟,得到电场强度、电子温度和粒子密度的空间与轴向分布,总结反应产额并提炼生成各种带电和中性粒子的关键路径.模拟结果表明,CH_3~+和CH_4~+密度与电场强度和电子温度的轴向演化接近且密切相关;CH_5~+和C_2H_5~+密度沿轴向先增大后减小;CH_3与H密度的空间和轴向分布几乎相同;CH_2,C_2H_4与C_2H_5的粒子密度分布在靠近阴极的区域内明显不同而在正柱区内较为相像;电子与CH_4发生电子碰撞电离生成的CH_3~+和CH_4~+,CH_3~+和CH_4~+分别与CH_4发生分子碰撞解离生成C_2H_5~+和CH_5~+;电子与CH_4间的电子碰撞分解是生成CH_3,CH_2,CH和H的主导反应;CH_2与CH_4和电子与C_2H_4发生的反应分别是生成C_2H_4和C_2H_2的关键路径;电子与CH_4间的电子碰撞分解反应和CH_2与CH_4发生的反应的产额各占H_2总产额的52.15%和47.85%.     

木质素模型化合物热解机理的理论研究

采用密度泛函理论方法B3LYP/6-31G (d,p),对β-O-4型木质素二聚体模化物的热解反应机理进行了量子化学理论研究。提出了三种可能的热解反应途径：Cβ-O键均裂的后续反应、Cα-Cβ键均裂的后续反应以及协同反应。计算了各热解反应途径的标准动力学参数,分析了各种主要热解产物的形成演化机理。计算结果表明,β-O-4型模化物中Cβ-O的键离解能最低,其次是Cα-Cβ的。Cβ-O键均裂的后续反应和协同反应路径（3）是主要的反应路径,而Cα-Cβ键均裂的后续和协同反应路径（1）和（2）是热解过程中主要的竞争反应路径。     

木质素模型化合物热解机理的理论研究

采用密度泛函理论方法 B3LYP/6-31G(d,p),对β-O-4型木质素二聚体模化物的热解反应机理进行了量子化学理论研究.提出了三种可能的热解反应途径:Cβ-O键均裂的后续反应、Cα-Cβ键均裂的后续反应以及协同反应.计算了各热解反应途径的标准动力学参数,分析了各种主要热解产物的形成演化机理.计算结果表明,β-O-4型模化物中Cβ-O的键离解能最低,其次是Cα-Cβ的.Cβ-O键均裂的后续反应和协同反应路径(3)是主要的反应路径,而Cα-Cβ键均裂的后续和协同反应路径(1)和(2)是热解过程中主要的竞争反应路径.     

利用紫外、可见光谱探索固氮酶活性中心模拟元件物的组合反应——Ⅰ.溶剂对(Et_4N)_2[Cl_2FeS_2MoS_2]、(Mg·6DMF)[Cl_3FeOFeCl_3]及其组合反应的影响

用紫外、可见光谱考察了四种溶剂(DMF、NMF、CH_3CN、DMSO)对(Et_4N)_2(Cl_2FeS_2MoS_2](简称K_A)、(Mg·6DMF)[Cl_3FeOFeCl_3](简称K_D)及其组合反应的影响。结果表明,在DMF中,K_A与K_D基本上不反应;在NMF中,K_A分解后与K_D不反应;在CH_3CN中,K_A与K_D反应生成[Cl_2FeS_2MoS_2FeCl_2]~(2-)+FeCl_3;在DMSO中,K_A与K_D反应可能生成类立方烷铁-钼-硫原子簇化合物,为“元件设想”提供了依据。同时讨论了K_A+K_D—DMSO体系的反应机理及DMSO在反应中的作用。     

SiH4+H→H2+SiH3反应的约化维数计算

对SiH4+ H→H2+SiH3反应体系应用SVRT模型进行了4维的量子动力学计算.将得到的速率常数与实验数据以及其他理论方法进行比较,得出了一些有意义的结论,并与CH4+H→H2+CH3反应在同种理论模型下做了对比,较好的与实验相吻合.最后验证了理论方法以及势能面的正确性.     

水合乙酸锌脱水反应的动力学

用等温热重法和非等温热重法研究了Zn(CH3COO) 2·2H2 O的脱水反应 .在 61.1、62 .8、66.2、69.9℃下的等温热重数据 ,由等转化率下的lnt=E/RT +ln[g(α) /A]进行拟合 ,确定了活化能的大小 ;升温速率为 10℃ /min的非等温热重曲线显示 ,Zn(CH3COO) 2·2H2 O的脱水反应发生在 71～ 10 2℃间 ,其数据通过Doyle Zsako法进行拟合 ,以线性相关系数为判据 ,并结合等温热分析拟合结果 ,得到该脱水反应的积分动力学模式函数g(α) =[-ln( 1-α) ]2 / 3、活化能E =10 0 .8kJ/mol、指前因子ln(A/s-1) =3 6.0 9、动力学补偿效应方程为lnA =0 .3 3 3 9E + 2 .0 10 .     

CH_3CHF_2与VO_2~+的反应机理（英文）

采用密度泛函方法在B3LYP/6-311G(2d,p)水平上研究了CH_3CHF_2与VO_2~+反应生成CH_2=CF_2(H_2消除反应),CH_2=CHF(HF消除反应)和CH_3CFO的机理.计算结果表明以上三种反应中,H_2消除反应最容易发生.计算结果证明了相邻碳原子上的氢原子有利于C-F键的断裂.     

吡喃木糖热裂解机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论理论方法M062X/6-311++G(d,p)，对吡喃木糖的热解反应机理进行了理论计算分析。针对吡喃木糖热解可能发生的化学反应共设计了九条可能的热解路径，并对各路径中的反应物、中间体和过渡态的几何结构进行了能量梯度全优化，并在梯度全优化的基础上计算了各热解反应路径的热力学和动力学参数。文中以两大类方式来设计反应路径：1）木糖首先经过过渡态TS1发生开环反应生成链状中间体2，该步的反应能垒为188.7 kJ/mol，对于中间体2共设计了五种可能的热解反应路径；2）考虑双键同时断裂的情况，木糖先发生脱水反应，接着按C-C和C-O键同时断裂的情况发生开环反应，针于这种情况共设计了四条可能的热解路径。计算结果表明，吡喃木糖热解的主要反应产物有乙醇、乙醛、糠醛、丙酮、酸类、CO2和CO等小分子化合物。     

介质阻挡放电等离子体的化学动力学效应研究

为了进一步揭示等离子体强化甲烷点火过程的化学动力学机理,设计和搭建了介质阻挡放电等离子体激励空气的实验系统,实验测量了在空气中介质阻挡放电等离子体激励器产生的发射光谱,利用光谱技术分析了等离子体激励空气产生的若干活性粒子,给出了零维均质点火模型以及敏感性分析和化学路径分析的计算方法,模拟了不同初始温度下NO和O₃对甲烷点火延迟时间的影响,并分析了活性粒子NO和O₃强化甲烷点火的化学动力学过程。研究表明：介质阻挡放电等离子体激励空气主要产生N₂和O₂的若干激发态粒子,并最终转化成存活时间较长的活性粒子NO_x和O₃,等离子体对甲烷点火过程的影响可以简化成活性粒子NO_x和O₃对甲烷点火过程的影响;CH₃的氧化速率决定了甲烷点火过程的快慢,在自点火过程中CH₃的氧化路径是反应式R155和R156,初始温度较低时R155和R156的反应速率慢,所以甲烷的点火延迟时间长;NO缩短点火延迟时间是由于CH₃的氧化路径由自点火过程中的反应式R155和R156改为反应式R327 CH₃O₂+NO=CH₃O+NO₂和R328 CH₃+NO₂=CH₃O+NO;O₃强化甲烷点火过程同样是由于O₃改变CH₃的氧化路径,从化学动力学上缩短点火延迟时间。     

吡喃木糖热裂解机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论理论方法 M062X/6-311++G(d,p),对吡喃木糖的热解反应机理进行了理论计算分析.针对吡喃木糖热解可能发生的化学反应共设计了九条可能的热解路径,并对各路径中的反应物、中间体和过渡态的几何结构进行了能量梯度全优化,并在梯度全优化的基础上计算了各热解反应路径的热力学和动力学参数.文中以两大类方式来设计反应路径:1)木糖首先经过过渡态TS1发生开环反应生成链状中间体2,该步的反应能垒为188.7 kJ/mol,对于中间体2共设计了五种可能的热解反应路径;2)考虑双键同时断裂的情况,木糖先发生脱水反应,接着按C-C和C-O键同时断裂的情况发生开环反应,针于这种情况共设计了四条可能的热解路径.计算结果表明,吡喃木糖热解的主要反应产物有乙醇、乙醛、糠醛、丙酮、酸类、CO_2和CO等小分子化合物.     

重新审视桥式吸附甲酸根在铂电极上电催化氧化甲酸过程中的作用 (cited: 2)

基于以前报道的电化学原位ATR-FTIRS数据(Langmuir 22,10399 (2006)和Angewa. Chem. Int. Ed., 50,1159 (2011)),详细讨论了甲酸在铂电极上电催化氧化机理及动力学过程．提出了直接反应路径的动力学模型,即甲酸吸附(同时C-H键活化)作为此反应的决速步骤,此反应路径贡献甲酸氧化反应的大部分电流．该动力学模型可以很好地拟合在无CO毒化影响和浓度在0.1 mol/L以下的红外光谱结果．这种机理预测了甲酸氧化直接途径可能只需要一个Pt原子作为反应位点,甲酸根阻碍活性位点,并非为反应中间物．另外还详细检验了之前其他小组曾提出的甲酸根途径(一级或二级反应)为甲酸氧化直接途径,并指出了引起分歧的原因．     

Identification of Intermediates in Pyridine Pyrolysis with Molecular-beam Mass Spectrometry and Tunable Synchrotron VUV Photoionization

利用可调谐同步辐射真空紫外光电离结合分子束取样技术研究吡啶的热解,温度是1255―1765 K、压力为267 Pa. 通过测量光电离质谱和光电离效率谱,鉴别了近20种产物和中间物,并给出了物种随温度变化的摩尔分数. 主要的产物为H2、HCN、C2H2、C5H3N、C4H2和C3H3N. 根据实验结果分析了吡啶热解的一些主要反应路径.