寬溫度范圍下烷烴與OH自由基脫氫反應的理論研究.pdf

1、大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文專業(yè)學位碩士學位論文寬溫度范圍下烷烴與oH自由基脫氫反應的理論研究TheoreticalStudyoftheReactionsofOHRadicalswithAlkanesoveraWideTemperatureRange作者姓名：塑遄工程領域：麴左王猩學號：指導教師：31410002完成日期：星Q!魚：墮塹大連理工大學DalianUniversityofTechnology1大連理工大學專業(yè)學位碩士學位

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構最為重要和普遍。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，對發(fā)動機中的汽油和柴油的燃燒過程進行精確的控制，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)動機中的詳細燃燒機理是十分必要的。在燃燒領域，通常選取替代燃料來表征柴油和汽油的組分，對其進行反應機理研究，烷烴作為石油的主要成分，其結

3、構簡單，性質呈規(guī)律性變化，并且能夠一定程度的表征柴油和汽油在發(fā)動機中的燃燒特性，是很好的表征模型?；瘜W反應速率常數(shù)在科研工作和實際生產(chǎn)中的重要性，能夠準確的測量速率常數(shù)和掌握它的變化規(guī)律是科學家們研究的熱點。例如：燃燒機理領域，發(fā)動機設計，排放，以及相關的常用燃料進行改進這些在日常工業(yè)生產(chǎn)中很重要的領域，在這些領域中研究的出發(fā)點大多是從反應速率常數(shù)，也就是說，如果能夠得到準確的相關化學反應速率，就可能在設計的原理上進行改進，使得生產(chǎn)流程

4、效率更高，減少燃燒的浪費比例，降低污染產(chǎn)物排放的比率，真正實現(xiàn)高產(chǎn)率、高質量、低污染的工業(yè)流程，目前對化學速率常數(shù)的主要研究分為實驗測量和理論預測。本文應用量子力學理論方法，全部計算在Gaussian09中完成，選取BH&HLYP／6311G(d，p)基組優(yōu)化幾何構型，尋找反應過渡態(tài)，進行頻率分析，確定反應體系勢能面，得到從反應物經(jīng)過過渡態(tài)抵達產(chǎn)物的反應路徑，詳細分析逐點的全部勢能面信息。其次，應用改進的變分過渡態(tài)理論(ICVT)結合小

5、曲率隧道效應校正(SCT)計算反應速率常數(shù)。在此基礎上揭示具體的化學反應過程微觀機理和準確的動力學性質。本文針對烷烴燃燒機理中的關鍵基元反應～一烷烴與OH自由基的脫氫反應進行反應動力學研究，在2982000K溫度區(qū)間內(nèi)，計算了C1C14系列烷烴與OH自由基脫氫反應的準確的活化能信息，并且利用過渡態(tài)理論計算反應的速率常數(shù)。本研究選取的對象是C1C14系列烷烴，包括了對缺乏實驗數(shù)據(jù)與模擬預測的大分子的嘗試，并且完成了低溫與高溫的全溫度范圍內(nèi)