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化工进展 2012年第9期31卷 1959-1967页

作者：孙道安李春迎杜咏梅张伟吕剑西安近代化学研究所陕西省氟化工工程技术研究中心陕西西安710065

高超声速飞行是航空航天领域的最新前沿技术,是国家科技发展水平的重要标志。吸热燃料是实现高马赫(>5)超声速飞行器实际应用的核心技术之一,因而具有特殊的意义。本文介绍了吸热燃料的研究历程,重点从吸热燃料及其热沉、吸热燃料催化... 详细信息

高超声速飞行是航空航天领域的最新前沿技术,是国家科技发展水平的重要标志。吸热燃料是实现高马赫(>5)超声速飞行器实际应用的核心技术之一,因而具有特殊的意义。本文介绍了吸热燃料的研究历程,重点从吸热燃料及其热沉、吸热燃料催化剂、催化剂的结焦以及催化裂解机理等方面对吸热燃料催化裂解进行介绍和评述。分子筛催化剂是吸热燃料催化裂解最具应用前景的一类催化剂,但同时也面临了吸热燃料原料的选择、分子筛骨架结构的改进和表面性质调变、催化剂结焦等基础研究以及催化剂负载、催化剂真实工况模拟等一系列工程应用研究双重挑战。吸热燃料催化裂解机理和动力学研究目前还很薄弱,未能真正深入到分子尺度把催化剂的微观作用与物质形态的变化有机结合,针对这方面的研究还应该大力加强,以更好地为催化剂的设计提供指导意义。

关键词：吸热燃料催化裂解分子筛催化剂结焦机理和动力学

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大气中典型VOCs降解过程均相反应机理和异相成核机理的研究

大气中典型VOCs降解过程均相反应机理和异相成核机理的研究

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作者：王宁山东大学

学位级别：硕士

挥发性有机污染物和持久性有机污染物在大气化学反应过程中起重要作用,目前,通过实验和理论计算的方法,它们在大气环境中的降解过程被大量研究。三氯乙烯(TCE)是一种典型的挥发性有机污染物和持久性有机污染物,其作为一种氯代不饱和烯... 详细信息

挥发性有机污染物和持久性有机污染物在大气化学反应过程中起重要作用,目前,通过实验和理论计算的方法,它们在大气环境中的降解过程被大量研究。三氯乙烯(TCE)是一种典型的挥发性有机污染物和持久性有机污染物,其作为一种氯代不饱和烯烃被广泛应用于工业生产和商业活动的过程当中,它被排放以后进入到大气以及水的表面,对大气环境和水环境造成严重污染,严重危害人体健康。生物质燃烧是大气颗粒污染物的重要来源,对空气质量,微量气体排放,碳在大气中的循环和生态系统结构和功能有重要的影响,挥发性有机物(VOCs)是生物质燃烧的主要产物之一,对大气二次有机气溶胶的形成起着重要作用。左旋葡聚糖和蔗糖是生物质燃烧挥发释放的典型分子示踪物,它们是雾霾中主要的水溶性有机物,是生物质燃烧污染源的良好示踪物。本文用量子化学理论,采用密度泛函方法(DFT),在MPWB1K/6-311+G(3df,2p)//MPWB1K/6-31+G(D,P)水平下对三氯乙烯、左旋葡聚糖和蔗糖与大气中的气体和自由基的反应机理进行了研究,并且用过渡态理论(TST)计算了主要基元反应的动力学数据,并且在用分子动力学模拟GROMACS 4.5.5程序包中的Amber99SB力场下对TCE臭氧化过程中产生的CI自由基在大气中细颗粒异相成核过程机理进行了研究,得到了如下研究成果:***由0及大气中部分主要自由基引发的降解反应以及后续反应机理和动力学研究TCE在大气环境中可以与O、OH自由基、NO、OH2自由基、C1自由基、SO4-自由基等发生反应,且由O氧化降解TCE过程中生成两种氯代-CI自由基,其可以与大气中的NO、NO2、SO2、O2和H2O等发生后续反应。反应机理研究表明OH自由基、NO、OH2自由基、C1自由基对TCE的降解反应引发相对迅速,而O与SO4-自由基与TCE反应相对较慢,但是由于在298.15K时,TCE在大气环境中由以上氧化剂引发反应总速率常数为9.59×10-15cm3molecule-1s-1,所以可能造成对大气环境的持久的影响。在TCE由0引发的降解反应及其后续反应过程中,生成了无机盐、有机氮和有机硫化合物、含氧杂环中间体和多羟基化合物等物质,这可能会对大气环境造成一定的影响。***臭氧化过程中产生的CI自由基在大气中细颗粒异相成核机理研究TCE臭氧氧化降解过程中生成初级臭氧化物POZ,POZ有两条开环分解路径,分别生成了两种氯代-CI自由基,用分子动力学模拟的方法对它们在大气环境中对细颗粒物异相成核过程的影响进行了研究。研究结果表明在Organic Compounds-(NH4)2SO4-H2O体系中,在TCE由O引发的降解反应及其后续反应过程中,生成的无机盐、有机氮和有机硫化合物、含氧杂环中间体和多羟基化合物等物质能够在此体系中发生明显的自发成核,形成了直径约2nm的细颗粒物,从而为从大气中挥发性有机化合物到细颗粒的形成过程提供了一个很好的研究典范。3.大气中左旋葡聚糖和蔗糖的氧化降解机理已有研究报道了 OH自由基与左旋葡聚糖在大气中的气相反应机理[1],但是左旋葡聚糖作为一种水溶性的糖类物质,其在大气气溶胶中含有水的条件下会发生液相反应,因此我们探讨了 OH自由基与左旋葡聚糖在大气中的液相反应机理。此外还研究了左旋葡聚糖与NO和SO4-自由基在气相中的抽氢引发反应,研究表明,左旋葡聚糖可以被NO和SO4-自由基引发抽氢,这对左旋葡聚糖在大气中与氧化自由基的氧化降解机理作了进一步的补充。另外,研究了大气环境中OH自由基与蔗糖的氧化降解机理。蔗糖作为一种多糖,跟OH自由基与左旋葡聚糖的氢抽提反应类似,蔗糖也可以与OH自由基发生氢抽提反应。并且研究了生成的活性中间体与大气环境中的O2、NO、H2O的反应机理。研究表明,OH自由基可以引发蔗糖的抽提氢反应,并且最终产物对大气酸度和SOA的形成均有一定贡献。

关键词：三氯乙烯机理和动力学新粒子异相成核葡聚糖和蔗糖二次有机气溶胶

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