正庚烷燃烧反应中间自由基的光谱测量

采用ICCD瞬态光谱探测系统和化学激波管,在点火温度1 408K,点火压力2.0atm,燃料摩尔分数1.0%,当量比1.0的条件下,拍摄了正庚烷燃烧过程中不同时刻的瞬态发射光谱,光谱曝光时间6μs,拍谱范围200～850nm。确认了在所拍光谱范围内主要是OH,CH和C2自由基的特征辐射光谱,表明小自由基OH,CH和C2是正庚烷燃烧过程中重要的反应中间产物。所拍时间分辨光谱显示,在正庚烷燃烧反应中,OH,CH和C2自由基一出现很快就达到其浓度峰值,但CH和C2自由基随着反应的进行迅速减少至消失,OH自由基持续的时间却长很多。实验结果为了解正庚烷燃烧反应微观过程和验证其燃烧反应机理提供了实验依据。     

瞬态发射光谱法研究正十二烷燃烧反应特性

采用加热激波管和增强型CCD瞬态光谱测量系统,在波长范围200~900nm,点火压力4.0atm,点火温度(1 200~1 300)K,当量比0.5、1.0和2.0的条件下,实时测得了正十二烷/空气和正十二烷/氧气/氩气燃烧过程的瞬态发射光谱.结果表明:燃烧过程在此波段内的主要发射光谱带归属于反应中间产物OH、CH和C2自由基;在不同当量比条件下,燃烧过程中OH(306.4nm)/CH(431.4nm)/C2(516.4nm)的光谱强度显著不同,贫油情形有利于OH自由基生成,富油情形有利于C2自由基生成;浴气的不同会导致燃料燃烧温度的不同,从而引起燃料燃烧发射光谱的不同.所测燃烧反应自由基的时间分辩光谱直观反映出正十二烷燃烧过程中重要中间产物OH、CH和C2的变化情况.研究结果有助于认识正十二烷燃烧反应特性和验证其燃烧反应机理.     

氟氯酰与正癸烷反应的瞬态光谱和机理探索研究

氟氯酰(ClF3 O)是一种极强的氟化剂和氧化剂,极易与水和有机物发生爆炸性反应.目前关于氟氯酰与水以及有机物等物质的反应机理不多见,氟氯酰与水以及有机物等物质由反应物变成产物的过程有待研究.采用ICCD瞬态光谱测量系统,实时拍摄到无氧和有氧环境下氟氯酰和正癸烷反应的瞬态发射光谱;采用量子化学理论方法对氟氯酰和正癸烷的...     

利用OH自由基特征发射谱测量正庚烷的点火延迟时间

在化学激波管中利用反射激波进行点火,采用OH自由基在306.4nm处特征发射谱线强度的急剧变化标志燃料的着火,由光谱单色仪、光电倍增管、压力传感器和示波器组成测量系统,测量了正庚烷/氧气的点火延迟时间,点火压力(1.0±0.1)和(0.75±0.05)atm,点火温度1 170～1 730K,当量比1.0,得到了在此实验条件下正庚烷/氧气点火延迟时间随温度变化的关系式。研究结果表明正庚烷/氧气点火延迟时间随温度的增加呈指数减小,点火压力为0.75atm时,随着点火温度的增加,点火延迟时间的变化率要小于1.0atm条件时。实验结果为建立正庚烷燃烧反应动力学模型,验证正庚烷燃烧反应机理提供了实验依据。     

脉冲电晕放电中OH自由基的发射光谱研究

采用发射光谱法测量了在加湿的空气、氮气、氩气3种气体背景下脉冲电晕放电产生的OH自由基,通过对发射谱线的分析,研究了在3种背景条件下,脉冲峰值电压、脉冲频率等因素对OH自由基产生过程的影响,着重研究了气体湿度对OH自由基产生过程的影响以及OH自由基在放电电场中的分布特性。实验表明OH自由基的生成量随脉冲峰值电压和脉冲频率的增大而增大,而湿度变化对其影响则与放电背景环境有关,不同背景气体下其变化规律也不相同。空气中放电时产生的OH自由基数量随湿度的增大而增大,氮气中OH自由基的生成量随湿度增大呈先增大后减小趋势,而氩气中OH自由基数量随湿度的增大呈先减少后增大趋势。OH自由基在放电电场中的分布呈从针电极中心向四周逐渐减少趋势。     

N2第二正带系发射光谱的理论计算及实验研究

本文利用分子光谱理论系统的计算和分析N₂第二正带系(C³∏_u→B³∏_g)的发射光谱, 以研究光谱强度的分布规律与不同温度条件和气体条件的关系. 基于N₂的三重态能级结构特性, 重点计算和讨论了发射光谱的概个重要参数: 通过求解高、低电子态的哈密顿矩阵得到了振转能级特性; 利用r质心近似法求取了能级间跃迁的电偶极矩函数和爱因斯坦跃迁概率; 进而计算了不同振动和转动温度条件下谱线的强度分布. 进行了N₂和Ar的混合放电实验, 利用实验光谱数据同理论结果进行拟合分析, 确定了N₂分子的振动温度和转动温度分别约为4300 K和800 K. 另外由于潘宁离化效应, N₂浓度减小时谱线强度呈现先增强后减弱的趋势. 实验结果很好的验证了N₂第二正带系光谱理论计算的正确性.     

大气压射流等离子体中O及OH自由基的发射光谱在线诊断

OH自由基及氧原子在大气化学、表面处理及化学污染物分解等方面有着重要的作用。利用发射光谱技术在线测量了大气压射流等离子体中OH自由基紫外波段与O自由基777,844 nm波段的发射光谱。研究了OH自由基与氧原子光谱强度随放电功率及放电体系中所加入的氧浓度的变化。将实验测得的OH自由基光谱图与用Lifbase数据库模拟光谱图进行比较,估算了OH自由基的转动温度。结果表明：OH自由基的转动温度随放电功率的增加而增加,随工作气体流速的增加而减小。     

甲基环己烷燃烧反应特性的光谱研究

利用激波管实验装置由反射激波点火,在点火温度1 164～1 566 K,点火压力1.03～1.99 atm,燃料浓度为1.0%,当量比为1.0的条件下,用光谱单色仪、光电倍增管、压力传感器和示波器等组成测试系统,测量了甲基环己烷燃烧过程中主要中间产物OH,CH和C2自由基特征光辐射随时间的连续变化,并测得了甲基环己烷/氧气/氩气的点火延迟时间。通过对测量结果的分析,初步认识了甲基环己烷燃烧反应中几个主要中间产物的光辐射特性及其反映出的甲基环己烷燃烧反应特性。实验所测点火延迟时间与已报道的实验结果和燃烧反应机理预测结果符合较好。本文实验结果为构建和验证甲基环己烷燃烧反应机理提供了实验依据。     

使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究

利用强度标定的发射光谱法，研究了感应耦合CF4₄/CH4₄等离 子体中空间基团的 相对密度随宏观条件（射频输入功率、气压和流量比）的变化情况. 研究表明：在所研究的 碳氟/碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF，CF2₂，CH，H和F等活 性基团外 ，还同时存在着C2₂基团，其相对密度随着放电功率的提高而增加；随着气压 的上升呈 现倒“U”型的变化. C2₂随流量比R（R=［CH4 _{关键词： 发射光谱 感应耦合等离子体 2}基团')" href="#">C2₂基团     

喷嘴-平板直流电晕放电中的OH(A2S+→X2P, 0-0)光谱研究

 为更深入地认识电晕放电低温等离子体中自由基的生成机理，以发射光谱测量为基础并结合背景气体淬灭率影响，研究了常压下喷嘴-平板电晕自由基簇射过程中放电参数、背景气体、电极气成分等因素对OH(A²S⁺→X²p, 0-0)发光的影响。结果表明：在放电参数影响中，放电电压及放电电流都会影响OH生成量，OH发光随功率增加而大大增强；在加湿氮气直流电晕放电中有明显的OH(A²S⁺→X²p, 0-0)光谱存在，但加湿空气条件下OH生成较少；载气增湿后OH生成量明显增多，而Ar和O­2的存在分别增强和减弱了OH(A²S⁺→X²p, 0-0)发光，可能的原因是这两种物质影响了放电和OH(A²S⁺)的淬灭。     

激光烧蚀Al热原子与CF4,CCl4,CH2Br2反应中激发态C2的形成

脉冲激光烧蚀平面铝靶产生的热原子与气相CF4,CCl4,CH2Br2的碰撞反应中,在430～600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱,它们可归属为Swan带的d^3Ⅱg=a^3Ⅱu跃迁中△v=2,1,0,-1,-2五个振动序列(v′≤6)。谱强度分析表明,C2激发态可很好的用热平衡描述,其振动温度达6000K左右。同时在△v=0和-1的振动带间观测到振荡的谱峰,它们是转动谱线叠加的结果。激光烧蚀Al产生的等离子体在膨胀中产生的激波及其本身的动能与反应气体碰撞使其解离产生C,然后复合形成C2。C2激发态d可能是通过激发态的Al(^2S)经近共振传能产生,也不排除在有足够碰撞能下优先形成C2激发态b,再通过与d态的v′=6能级交叉无辐射跃迁而进入d态。     

激光烧蚀Al热原子与CF4反应中C2的形成及其发光光谱研究

脉冲激光烧蚀金属平面铝靶产生的热原子与气相CF4碰撞反应中，在400—600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱，它们可归属为Swan带的d3Πg-a3Πu跃迁中Δv＝２，1，0，-1，-2五个振动序列（v'≤6）.光谱强度分析表明，C2激发态的振动温度达6340K左右.与激光烧蚀Al＋O2反应生成AlO的实验结果以及激光烧蚀Cu＋CF4的光谱比较，对比Al(2P1/2-2S1/2,3944nm）和C2的d—a跃迁（0—0）带带头（5165nm)的飞行时间轮廓，认为激发态的Al(2S1/2)原子通过 关键词： 激光烧蚀 发光光谱 C2分子     

Theoretical investigation on the reaction kinetics of NO2 with CH3OH and HCHO under combustion conditions

Methanol (CH₃OH) and formaldehyde (HCHO) reacting with nitrogen dioxide (NO₂) contribute to the largest uncertainty for the CH₃OH/NO_x low temperature combustion mechanism. CH₃OH and NO₂ only undergo H-abstraction reactions, while HCHO + NO₂ involves multiple reaction channels, among which H-abstraction dominates. In the present work, a high level quantum chemical method, CCSD(T)/aug-cc-pVQZ//M06–2X-D3/6-311++G(d,p), was employed to investigate the reaction pathways. The reaction kinetics were explored by RRKM/master equation simulations with multidimensional small-curvature tunneling (SCT) corrections and hindered rotor approximations. The H-abstraction reactions with barriers higher than 20 kcal/mol indicate a nonnegligible quantum tunneling effect even under combustion conditions. Our computations predict the tunneling factors to be 3–4 for the studied reactions at 500 K. A significant tunneling effect is also expected for H-abstraction of large alcohols and aldehydes by NO₂. The computed total rate coefficients show good agreement with previous experimental measurements over narrow ranges of temperature and pressure, ensuring the accuracy of the reported branching ratios covering a wide T, P range for the two reactions. The results of CH₃OH + NO₂ reveal the dominant role of HONO_cis + CH₂OH. It's also uncovered the dominance of HONO_cis + CHO pathway in HCHO + NO₂ under the studied conditions. The detailed reaction kinetics information reported in this work is useful for building rate rules for the mechanisms of other nitrogen-containing alcohol-based fuels.     

Structural and thermochemical properties of methyl ethyl sulfide alcohols: HOCH2SCH2CH3, CH3SCH(OH)CH3, CH3SCH2CH2OH,and radicals corresponding to loss of H atom

Sulfide alkoxy radicals are important intermediates during the partial oxidation of alkyl sulfides in atmospheric chemistry and in combustion. The atmospheric reaction sequence to formation of the alkoxy radicals includes (1) initial reaction with OH to create a radical on a carbon site, (2) the carbon radical then associates with ³O₂ to form a peroxy radical, and (3) an NO radical reacts with the peroxy radical to form an alkoxy radical (RO?) plus NO₂. This study determines structural parameters, internal rotor potentials, bond dissociation energies, and thermochemical properties (Δ_fH°, S°, and C_p(T)) of 3 corresponding alcohols HOCH₂SCH₂CH₃, CH₃SCH(OH)CH₃, and CH₃SCH₂CH₂OH of methyl ethyl sulfides studied in order to characterize the thermochemistry of the respective alkoxy radicals. The lowest energy molecular structures were calculated using the B3LYP density functional level of theory with the 6‐311G(2d,d,p) basis set. Standard enthalpies of formation (Δ_fH°₂₉₈) for the radicals and their parent molecules were calculated using B3LYP/6‐31 + G(2d,p), CBS‐QB3, M062x/6‐311 + g(2d,p), and G3MP2B3 methods. Isodesmic reactions were used to determine ?_fH° values. Internal rotation potential energy diagrams and rotation barriers were investigated using the B3LYP/6‐31 + G(d,p) level theory. The contributions for S°₂₉₈ and C_p(T) were calculated using the rigid rotor harmonic oscillator approximation based on the structures and vibrational frequencies obtained by CBS‐QB3 calculations, with contributions from torsion frequencies replaced by internal rotor contributions. Group additivity and hydrogen bond increment values were developed for estimating properties of structurally similar and larger sulfur‐containing peroxide molecules and their radicals.