碳烟表面生长中碳加成氢转移机理研究

为探究碳加成氢转移(CAHM)机理在碳烟表面生长的重要性并且完善表面生长模型,本文系统研究了层流预混火焰中含量较高的6种烯炔烃的CAHM反应势能面,计算了反应速率常数,进行了化学动力学模拟,然后将CAHM反应加入到已有的碳烟表面反应模型中进行动力学蒙特卡洛模拟。模拟结果表明1500 K低氢原子浓度下CAHM机理对质量增加的贡献是氢吸取乙炔加成(HACA)机理的十几倍,而且可以解释碳烟脂肪族外壳的结构,且与实验结果脂肪族是烯基相符。

π电子碳烟成核反应路径的研究

由于具有多自由基特性,两个多环芳烃能通过它们的π电子发生二聚,因而发生碳烟颗粒成核过程。本文使用量子化学方法研究了π电子碳烟成核的反应路径,计算得到了其开壳单重态的反应势能面,结果表明,由于多环芳烃的多自由基特性以及色散力的影响,该反应势能面的能垒低于反应物,因此π电子碳烟成核反应易发生。最后通过比较开壳单重态与闭壳单重态的反应路径,具体阐述了π电子在该成核路径中起到的重要作用。