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相似文献
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1.
甲苯热裂解机理的AM1研究(Ⅱ)动力学分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
在(Ⅰ)报热力学的基础上,本文用Gaussian98程序包中AM1法UHF计算,对碳材料用碳前驱体甲苯热裂解机理进行了动力学研究,通过用QST2方法寻找过渡态并经过内禀反应坐标IRC验证。计算得到了甲苯5种热裂解路径的活化能;用过渡态理论,计算了得到了这些路径在298-1073K温度范围内的速率常数。动力学计算结果表明:甲苯在热解温度低于963K时的主反应路径为甲苯热裂解生成苄基自由基的反应;该主反应路径又是经过由反应物→中间体→产物而完成,速控步为反应物→中间体,速控步的活化能△E^O=E(TS1′)-E(R)=227.20kJ.mol^-1;当温度高于963K或1073K左右时,主反应路径转为苯环上脱甲基生成苯基和甲基自由基的路径。以上研究结果与实验结果相一致。  相似文献   

2.
碳/碳复合材料碳源化合物乙苯热裂解机理的热力学研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
主要采用Gaussian 03程序中的密度泛函理论(DFT),在UB3LYP/6-31G*水平上对碳材料用碳源化合物乙苯的初期热裂解反应机理进行了研究.对反应物和产物的结构进行了能量梯度法全优化,计算了不同温度下(298~1573 K)的热力学参数.结果表明:在298~1573 K下,热力学首先支持生成甲苯自由基和甲基自由基的反应为主反应路径.低温下,生成苯乙基自由基(α位脱氢)的反应比例大于生成苯基自由基的反应,而高温下(823 K),生成苯基自由基的反应比例大于苯乙基自由基(α位脱氢)的反应.  相似文献   

3.
环己烷的热裂解机理   总被引:5,自引:0,他引:5  
用Gaussian 98程序包中AM1法和DFT方法,对液相沉积法制碳/碳(C/C)复合材料的碳源化合物环己烷的热解机理做了量子化学理论研究.通过对化合物6种可能的热裂解路径的热力学和动力学计算,找到了环己烷热裂解的主反应路径.结果表明:(1) AM1与DFT计算均显示,断裂C-C键,最终生成乙烯和2 丁烯的反应通道是环己烷的主要裂解通道,与质谱数据吻合; (2) 除主反应路径外,余下的由易到难生成化合物的顺序为甲基环戊烷 >环己烯 >4 甲基环戊烯 >1,3 丁二烯; (3) AM1方法可以很好地推测较大分子体系的热裂解机理,而DFT方法计算的热力学量更接近实验数据.  相似文献   

4.
甲基苯热裂解机理的理论研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
在半经验UAM1方法及从头算UHF/3-21G*水平的基础上,用考虑了电子相关效应的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法对碳前驱体甲基苯的热裂解反应机理进行了研究,并对反应物、产物自由基及过渡态的结构进行了能量梯度法全优化。计算结果表明,甲基苯的热裂解温度较低时,首先支持苯环甲基上的C-H键断裂,继而发生生成联二甲苯的反应。随着温度的提高,生成苯自由基的反应比例将增加,同时发生少量的苯环上C-H键断裂的反应。该反应机理与实验结果相一致;用密度泛函方法UB3LYP/3-21G*计算的反应标准焓变ΔH与实验值吻合较好。  相似文献   

5.
碳前驱体CH3ArCH2NH2热解反应的热力学和动力学DFT研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
在实验研究基础上,通过量子化学理论计算对碳前驱体CH3ArCH2NH2的热裂解机理作了进一步的研究.利用Gaussian98程序包中AM1方法及DFTUB3LYP/3-21G*方法,对化合物5种可能热裂解路径的热力学和动力学计算结果表明,CH3ArCH2NH2热裂解的主反应路径为生成自由基CH3ArCH2*和NH2*,其主反应路径AM1计算的活化能Ea=230.78kJ/mol,DFT计算的活化能Ea=321.18kJ/mol;比较键焓计算的数据与相应的实验数据,发现DFT计算结果与实验结果吻合得较好;通过分析优化的反应物及产物自由基的部分结构参数,了解了理论支持主反应的原因;计算的产物自由基的空间构型表明主反应路径生成的产物自由基相互间若进行稠环缩合反应,将获得分子平面取向性很好的稠环芳烃产物.  相似文献   

6.
碳源甲基苯热裂解机理的密度泛函动力学研究   总被引:9,自引:0,他引:9  
在热力学研究的基础上,用UB3LYP/3-21G^*方法对甲苯热裂解机理进行了动力学研究。计算得到了甲苯的5种热裂解路径的活化能。用过渡状态理论,计算得到了这些路径在298~1223K温度范围内的速率常数。动力学计算结果表明:甲苯在热解温度低于963K时的主反应路径为甲苯热裂解生成苄基自由基的反应,其速控步的活化能△E~0^θ^≠=402.27kJ/mol;当温度高于963K达1223K左右时,主反应路径转为苯环上脱甲基生成苯基和甲基自由基的路径,该路径的活化能△E~0^θ^≠=456.91kJ/mol。以上研究结果与实验结果相一致。  相似文献   

7.
碳前驱体CH3ArCH2NH2热解反应的热力学和动力学DFT研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
在实验研究基础上 ,通过量子化学理论计算对碳前驱体 CH3 Ar CH2 NH2 的热裂解机理作了进一步的研究 .利用 Gaussian98程序包中 AM1方法及 DFT UB3 LYP/3 -2 1 G*方法 ,对化合物 5种可能热裂解路径的热力学和动力学计算结果表明 ,CH3 Ar CH2 NH2 热裂解的主反应路径为生成自由基 CH3 Ar CH2 ·和 NH2 · ,其主反应路径 AM1计算的活化能 Ea=2 3 0 .78k J/mol,DFT计算的活化能 Ea=3 2 1 .1 8k J/mol;比较键焓计算的数据与相应的实验数据 ,发现 DFT计算结果与实验结果吻合得较好 ;通过分析优化的反应物及产物自由基的部分结构参数 ,了解了理论支持主反应的原因 ;计算的产物自由基的空间构型表明主反应路径生成的产物自由基相互间若进行稠环缩合反应 ,将获得分子平面取向性很好的稠环芳烃产物  相似文献   

8.
在UHF/3-21G水平上,应用从头算分子轨道法和能量梯度技术,并用Mller-Plesset二级微扰理论对能量进行了相关能校正,研究了丙烯在800K热反应形成甲基环戊烷的反应机理.求得该反应分三步进行:(1)两分子丙烯相互作用产生1,4-双自由基中间体;(2)1,4-双自由基中间体经氢迁移过程生成1,5-双自由基中间体;(3)1,5-双自由基中间体闭环形成甲基环戊烷.理论计算所得的机理与实验工作者推测一致.  相似文献   

9.
碳材料用碳源化合物热解机理的理论研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
运用Gaussian98程序包中的AM1方法,对间二甲苯系列化合物的热反应活性及热裂解机理进行了研究。通过不同温度下标准热力学量的计算和自在间的轨道能级差的量子化学理论计算,结果表明:(1)当温度低于800℃时,对各反应物来说热力学支持的主反应路径均是苯环上甲基C-H键首先断裂。当温度达到800℃时,热裂解路径由首先选择C-H键的断裂变成首先选择苯环与甲基间C-C键的断裂。该结论与实验结果一致;(2)各反应物之间的热反应活性由大到小的顺序为:2,4-二甲基苯酚〉2,4-二甲基-1-巯基苯〉间二甲苯〉2,4-二甲基-1-氰基苯。同时亦说明,自由基之间的前线轨道能级差和热力学量的变化等理论参数一样亦可用于判断间二甲苯系列反应物的热解机理和热反应活性。  相似文献   

10.
采用密度泛函理论B3LYP/6-311G(d)方法,对聚苯乙烯(PS)热降解反应机理进行了研究。PS热降解的主要产物是苯乙烯,其次是甲苯、α-甲基苯乙烯、乙苯和二聚体等芳烃化合物。PS热降解反应主要包括主链C-C键均裂、β-断裂、氢转移和自由基终止等反应。针对以上各类反应进行了路径设计和理论计算分析,对参与反应的分子的几何结构进行了优化和频率计算,获得了各热降解路径的标准动力学和热力学参数。计算结果表明,苯乙烯主要由自由基的链端β-断裂反应形成;二聚体主要由分子内1,3氢转移的反应形成;α-甲基苯乙烯由分子内的1,2氢转移后进行β-断裂形成;甲苯由苯甲基自由基夺取主链上的氢原子形成;乙苯由苯乙基自由基夺取氢原子形成。动力学分析表明,苯乙烯形成所需要的能垒低于其他产物形成所需要的能垒,故苯乙烯为主要的热降解产物;这与相关实验结果基本一致。  相似文献   

11.
IntroductionAs far as the carbon matrix precursor for carbon material is concerned, the pyrolysis car-bonization mechanism and initial pyrolysis carbonization reaction process are still a field notfully to be understood and to be studied[l--3J. This kind of research is very important for effi-ciently utilizing the organic substance sources and developing new carbon materials (carbon/carbon composite, carbon fiber, graphic material for atomic reactor, medical carbon materialand graphic e1ectrod…  相似文献   

12.
纤维素单体热解机理的热力学研究   总被引:6,自引:0,他引:6  
黄金保  刘朝  魏顺安 《化学学报》2009,67(18):2081-2086
为了了解纤维素热解机理, 结合相关实验结果对纤维素单体(β-D-吡喃葡萄糖)的热解设计了四种热解反应途径. 利用Gaussian 03程序, 采用密度泛函理论(DFT), 在UB3LYP/6-31G(d)水平上, 对各反应物和产物的几何结构进行了能量梯度法全优化, 计算了不同温度下各反应路径的热力学参数. 计算结果表明: 所有反应均为吸热反应; 当温度在550 K以上时, 所有反应都能自发进行. 从热力学的角度分析, 热解更有利于发生开环反应而形成乙醇醛、1-羟基-2-丙酮、CO等小分子产物.  相似文献   

13.
The gas-phase reaction products of toluene pyrolysis with and without acetylene addition produced in a flow tube reactor at pressures of 8.15-15.11 Torr and temperatures of 1136-1507 K with constant residence time (0.56 s) have been detected in an in situ direct sampling mass spectrometric study by using a vacuum ultraviolet single-photon ionization time-of-flight mass spectrometry technique. Those products range from methyl radical to large polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of mass 522 amu (C(42)H(18)) including smaller species, radicals, polyynes, and PAHs, together with ethynyl, methyl, and phenyl PAHs. On the basis of observed mass spectra, the chemical kinetic mechanisms of the formation of products are discussed. Especially, acetylene is mixed with toluene to understand the effect of the hydrogen abstraction and acetylene addition (HACA) mechanism on the formation pathways of products in toluene pyrolysis. The most prominent outputs of this work are the direct detection of large PAHs and new reaction pathways for the formation of PAHs with the major role of cyclopenta-fused radicals. The basis of this new reaction route is the appearance of different sequences of mass spectra that well explain the major role of aromatic radicals mainly cyclopenta fused radicals of PAHs resulting from their corresponding methyl PAHs, with active participation of c-C(5)H(5), C(6)H(5), C(6)H(5)CH(2) ,and C(9)H(7) in the formation of large PAHs. The role of the HACA only seemed important for the formation of stable condensed PAHs from unstable primary PAHs with zigzag structure (having triple fusing sites) in one step by ring growth with two carbon atoms.  相似文献   

14.
运用量子力学半经验分子轨道AM1方法,计算了金刚石(111)光滑表面上甲基合成金刚石薄膜的成核和生长反应过程的机理,给出反应体系和过渡态的能量。结果表明,甲基是金刚石(111)表面上金刚石成核和外延生长的有效生长成分。  相似文献   

15.
和厚朴酚电化学还原机理的研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
用量子化学AM1、PM3方法研究了和厚朴酚分子的电化学还原反应机理。结果表明,和厚朴酚分子电还原的基团为两个烯丙基的双键,其中邻位烯丙基优先被还原,对位次之,整个还原反应中和厚朴酚得到4e和4H^+,使两个烯丙基饱和,计算结果较好地说明了实验事实。  相似文献   

16.
The interaction of 3‐phenyl‐1H‐pyrazolo[4.3‐c]quinoline with alkylating agents in the presence of NaH leads mainly to N1‐substituted derivatives. The regioselectivity of the reaction has been studied using AM1 semi‐empirical calculations in the isolated molecule approximation.  相似文献   

17.
KBr催化剂上DMC与苯酚甲基化合成苯甲醚的反应机理研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
结合原位FT-IR,热力学分析及反应规律研究了KBr催化剂上碳酸二甲酯(DMC)氧位甲基化苯酚合成苯甲醚的反应机理。FT-IR显示KBr催化剂高于100℃活化苯酚生成酚盐,但至200℃也不活化DMC。共吸附的FT-IR及反应数据均显示苯甲醚高于150℃时生成。反应中检测到少量羰基甲氧基化产物苯基甲基碳酸酯(MPC)先于苯甲醚而生成,结合热力学计算及MPC分解转化的实验结果分析,生成MPC的反应是与生成苯甲醚的甲基化反应并行的可逆副反应。甲基化反应的机理为苯酚先被去质子化而形成酚盐,高于150℃时,酚盐的酚氧负离子亲核进攻DMC的甲基碳而生成苯甲醚。  相似文献   

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