寬溫度范圍下烷烴與OH自由基脫氫反應(yīng)的理論研究.pdf

1、大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文寬溫度范圍下烷烴與oH自由基脫氫反應(yīng)的理論研究TheoreticalStudyoftheReactionsofOHRadicalswithAlkanesoveraWideTemperatureRange作者姓名：塑遄工程領(lǐng)域：麴左王猩學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：31410002完成日期：星Q!魚(yú)：墮塹大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology1大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位

2、論文摘要世界范圍內(nèi)的化石能源中有三分之一是石油，其主要的成分是烴類，其中烷烴，環(huán)烷烴和芳香烴這三大結(jié)構(gòu)最為重要和普遍。伴隨汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車作為化石能源燃燒的主要消耗者和污染的排放源，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽油和柴油的燃燒過(guò)程進(jìn)行精確的控制，可大幅度的提高燃料的燃燒效率，降低污染排放，因此研究汽油和柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的詳細(xì)燃燒機(jī)理是十分必要的。在燃燒領(lǐng)域，通常選取替代燃料來(lái)表征柴油和汽油的組分，對(duì)其進(jìn)行反應(yīng)機(jī)理研究，烷烴作為石油的主要成分，其結(jié)

3、構(gòu)簡(jiǎn)單，性質(zhì)呈規(guī)律性變化，并且能夠一定程度的表征柴油和汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒特性，是很好的表征模型。化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)在科研工作和實(shí)際生產(chǎn)中的重要性，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量速率常數(shù)和掌握它的變化規(guī)律是科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。例如：燃燒機(jī)理領(lǐng)域，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，排放，以及相關(guān)的常用燃料進(jìn)行改進(jìn)這些在日常工業(yè)生產(chǎn)中很重要的領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中研究的出發(fā)點(diǎn)大多是從反應(yīng)速率常數(shù)，也就是說(shuō)，如果能夠得到準(zhǔn)確的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率，就可能在設(shè)計(jì)的原理上進(jìn)行改進(jìn)，使得生產(chǎn)流程

4、效率更高，減少燃燒的浪費(fèi)比例，降低污染產(chǎn)物排放的比率，真正實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)率、高質(zhì)量、低污染的工業(yè)流程，目前對(duì)化學(xué)速率常數(shù)的主要研究分為實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論預(yù)測(cè)。本文應(yīng)用量子力學(xué)理論方法，全部計(jì)算在Gaussian09中完成，選取BH&HLYP／6311G(d，p)基組優(yōu)化幾何構(gòu)型，尋找反應(yīng)過(guò)渡態(tài)，進(jìn)行頻率分析，確定反應(yīng)體系勢(shì)能面，得到從反應(yīng)物經(jīng)過(guò)過(guò)渡態(tài)抵達(dá)產(chǎn)物的反應(yīng)路徑，詳細(xì)分析逐點(diǎn)的全部勢(shì)能面信息。其次，應(yīng)用改進(jìn)的變分過(guò)渡態(tài)理論(ICVT)結(jié)合小

5、曲率隧道效應(yīng)校正(SCT)計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)。在此基礎(chǔ)上揭示具體的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程微觀機(jī)理和準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。本文針對(duì)烷烴燃燒機(jī)理中的關(guān)鍵基元反應(yīng)～一烷烴與OH自由基的脫氫反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，在2982000K溫度區(qū)間內(nèi)，計(jì)算了C1C14系列烷烴與OH自由基脫氫反應(yīng)的準(zhǔn)確的活化能信息，并且利用過(guò)渡態(tài)理論計(jì)算反應(yīng)的速率常數(shù)。本研究選取的對(duì)象是C1C14系列烷烴，包括了對(duì)缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬預(yù)測(cè)的大分子的嘗試，并且完成了低溫與高溫的全溫度范圍內(nèi)