1-丙醇和2-丙醇真空紫外光电离质谱研究(英文)

研究了9.84￣11.80eV光子能量范围内1-丙醇和2-丙醇的光电离和离解光电离现象,测量了1-丙醇离解光电离产生的碎片离子CH3CH2CH2OH+、CH3CH2CHOH+、CH2CH2OH+、CH3CH2CH2+、CH3CH!CH2+和CH2OH+及2-丙醇离解光电离产生的碎片离子CH3CH(OH)CH3+、CH3C(OH)CH3+、CH3CHOH+、CH2!CHOH+、CH3CHCH3+和CH3CH!CH2+的光电离效率谱,得到了这些离子的出现势.结合从头算理论计算,给出了1-丙醇的碎片离子CH3CH2CHOH+、CH2CH2OH+、CH3CH2CH2+、CH3CH!CH2+、CH2OH+和2-丙醇的碎片离子CH3C(OH)CH3+、CH3CHOH+、CH2!CHOH+、CH3CHCH3+、CH3CH!CH2+等的解离通道和解离能.理论计算结果与实验结果符合得很好.

不同燃烧当量比对二甲醚燃烧的影响研究

利用分子束质谱结合真空紫外同步辐射光电离技术研究了低压层流预混二甲醚/氧气/氩气火焰。通过测量火焰物种的离子信号强度随燃烧炉位置的关系曲线,计算了主要火焰物种的摩尔分数曲线。分析了燃料当量比(φ)为0.8,1.0和1.5时主要火焰物种的摩尔分数曲线,阐述了燃烧当量比对低压层流预混二甲醚/氧气/氩气火焰化学结构的影响。研究为进一步认识二甲醚燃烧提供了实验数据。

固体推进剂综合感度模糊评价法

利用模糊数学方法,建立了固体推进剂综合感度评价的模糊数学模型,并用于NEPE推进剂的综合感度评价。应用结果表明,根据固体推进剂在不同生产工艺过程中各项感度值不同的特点,通过赋予不同的权重系数,消除了传统几何均值感度的片面性;无量纲化处理消除了各项感度之间量纲的不同;等级参数处理使固体推进剂综合感度值数字化,从而可以准确、直观地反应出固体推进剂的危险度。

2-甲基呋喃/氧气/氩气低压预混层流火焰燃烧中间产物的鉴定

利用同步辐射真空紫外光电离质谱结合分子束取样技术,研究了燃烧当量比为0.8的2-甲基呋喃/氧气/氩气低压预混层流火焰的化学组成,得到了2-甲基呋喃火焰的光电离质谱和燃烧中间产物的光电离效率谱.从光电离效率谱得到了相应分子/自由基的电离能.将实验测量得到的电离能与文献值或者利用量子化学从头算方法得到的理论值比较,确定了2-甲基呋喃火焰中燃烧中间产物的化学结构,根据这些产物的化学结构分析了2-甲基呋喃及其初级燃烧反应产物的消耗过程.

氟里昂134a的真空紫外光电离和光解离的同步辐射研究

利用同步辐射真空紫外光研究了氟里昂134 a(CH2FCF3)的光电离和光解离过程,通过测量各离子的光电离效率曲线,得到了该分子的电离能(12.68±0.04)eV和所有碎片离子的出现势,运用Gaussian-03计算了母体和中性碎片及相应离子的电子态、对称性和能量.结合理论计算结果对离子出现势的理论值和实验值进行了比较,分析了母体离子可能的光解离通道.

利用同步辐射研究汽油及其混合物的火焰成分特征

本文利用同步辐射和分子束取样技术并结合飞行时间质谱仪,分别检测了加入MTBE前后的汽油在氧气中的燃烧产物.通过比较标准汽油与MTBE/汽油在火焰中的成分差异,以及几种典型燃烧产物的空间分布曲线,分析了MTBE对汽油的微观影响机理,为建立燃烧反应动力学模型提供了参考。

同步辐射研究汽油火焰中的成分

利用同步辐射和分子束取样技术研究了汽油与氧气低压预混火焰的燃烧产物,得到汽油燃烧火焰中部的光电离飞行时间质谱图以及一些成分的电离能.与文献中的电离能比较后可以确定火焰中产物的具体结构.通过空间分布曲线着重分析了五种有害物质的反应过程,为建立燃烧反应动力学模型奠定了基础.

五氟乙烷的真空紫外光电离光解离

利用同步辐射真空紫外光电离结合飞行时间质谱对五氟乙烷(CHF2CF3)进行了光电离光解离的研究,测定了CHF2CF3的电离势及该分子主要碎片离子的出现势.结果表明:CHF2CF3的绝热电离势为(12.25±0.10)eV,主要碎片离子有CF2CF3+、CHFCF3+、CF2CF2+、CF3+、CHF2+、CHF+和CF+,其出现势分别为(13.93±0.10)eV,(15.25±0.10)eV,(15.12±0.10)eV,(13.30±0.05)eV,(13.05±0.08)eV,(19.17±0.10)eV和(19.56±0.15)eV.另外,用从头算分子轨道理论计算了解离电离过程中所有碎片的总能量,并给出了电子态及对称性.根据实验结果和理论计算,分析了可能的解离通道,并得到了分子及母体离子的键解离能等重要的热力学数据.

同步辐射分析MTBE汽油预混火焰中的成分

同步辐射单光子电离结合分子束质谱技术可以精确测量燃烧产物,较其它研究燃烧化学的方法有不可比拟的优越性。利用同步辐射和分子束取样技术分别检测了加入甲基叔丁基醚(MTBE)前后的汽油在氧气中的燃烧产物,着重分析了5种物质的生成过程,比较了纯汽油与含MTBE汽油在火焰中成分的差异,为建立燃烧反应动力学模型奠定了基础。

2-糠酸甲酯与羟基反应动力学的理论研究

糠酸甲酯是随着2,5-呋喃二甲酸二甲酯新合成方法的发展而发展起来的一种新型可再生生物燃料.本文用CCSD(T)/CBS//M062X/cc-pVTZ方法研究了糠酸甲酯与羟基自由基之间的势能面,包括夺氢反应和加成反应.确定了异构化和分解反应生成的初级自由基.结果表明,支链甲基上的夺氢反应是主要的反应通道,呋喃环上的OH加成具有明显的压力依赖性.本文提出的速率系数为糠酸甲酯燃烧机理的改进提供了重要的动力学数据,为进-一步研究实际燃料的燃烧过程奠定了良好的基础.

GDI超高压喷雾撞壁特性的激光可视化

为了探究缸内直喷(GDI)喷油器异辛烷燃料在超高喷射压力下喷雾的撞壁发展过程及附壁油膜特性,通过激光米氏散射原理和激光诱导荧光(LIF)系统对喷射压力为10~50MPa的喷雾进行测量,系统地研究喷雾撞壁形态的发展过程、扩展半径、反弹高度,以及附壁油膜的具体形态、油膜面积、燃油附壁率等参数随喷射压力升高而产生的变化。研究结果表明:提高喷射压力,自由喷雾阶段枝状结构发展加快导致悬浮在空中的液滴簇团增多,燃油与空气混合作用增强;扩展半径和反弹高度随喷射压力的提高先增大后减小,二者峰值均出现在30MPa的超高压状态下;随着喷射压力增大,油膜整体变薄,油膜面积缓慢增大,附壁质量减少;喷射压力增至50MPa后,油膜平均厚度相比10MPa时减少约90%,燃油附壁率下降至5%左右。

同步辐射单光子电离在燃烧研究中的应用

介绍了国家同步辐射实验室新建立的燃烧实验站及获得的初步实验结果．由于同步辐射可以提供高亮度、高准直性和波长连续可调的真空紫外光,并且真空紫外光电离是单光子过程,与分子束质谱相结合,能够精确地探测燃烧产物,尤其是各种中间体、自由基等．该方法为深入研究碳氢化合物的燃烧动力学,揭示燃烧反应的机理,提供了一种全新的研究手段．

2,5-二甲基呋喃/氧气/氩气低压预混层流火焰燃烧中间物种的鉴定

利用同步辐射真空紫外光电离质谱结合分子束采样技术,研究了燃烧当量比(φ)为2.0的2,5-二甲基呋喃(DMF)/氧气/氩气低压预混层流火焰燃烧特征,得到DMF火焰的光电离质谱和燃烧中间物的光电离效率谱.将实验测量得到的电离能与文献中的电离能或者利用量子化学从头算(abinitio)方法得到的理论电离能比较,确定了DMF燃烧中间物种的化学结构.在DMF火焰中探测到了包括呋喃类、芳香烃、自由基等在内的70多种分子和自由基.

四氯乙烯的同步辐射光电离研究

利用VUV同步辐射光源和反射式飞行时间质谱仪,在超声冷却条件下对四氯乙烯(C2Cl4)进行了光电离研究,通过测量各离子的光电离效率(PIE)曲线,得到了C2Cl4的电离势IP(C2Cl4)=(9·36±0·05)eV及C2Cl4光解离碎片离子C2Cl3+,C2Cl2+,CCl2+和CCl+的出现势,根据实验和理论计算的结果,分析了可能的解离通道,并结合相关文献所给的热力学数据,推导出这些离子生成焓及母体离子的解离能.实验获得了118·0nm同步辐射光电离下C2Cl4的质谱图,这为以后采用该波长的激光实现C2Cl4的快速探测提供了实验数据.

2,5-二甲基呋喃-空气混合气层流燃烧速率的测定

在定容燃烧弹中利用高速纹影摄像法和球形扩展火焰研究了常压下不同燃空当量比和初始温度时2，5-二甲基呋喃～空气混合气的层流火焰特性，获得了拉伸和无拉伸火焰传播速率，无拉伸层流燃烧速率和马克斯坦长度。研究结果表明；2，5-二甲基呋哺-空气混合气的无拉伸火焰传播速率和无拉伸层流燃烧速率在燃空当量比1．2附近达到最大值，它们都随着初始温度的增加而增加。随着初始温度的增加，无拉伸火焰传播速率的峰值位置向浓混合气（燃空当量比增大）的方向移动。随着燃空当量比的减小和初始温度的增加，马克斯坦长度增加，表明火焰前峰面的稳定性增强。基于实验结果数据，拟合得到了2，5-二甲基呋哺-空气混合气的无拉伸层流燃烧速率的关系式。

贫燃2,5-二甲基呋喃火焰中初级燃烧产物的产生和鉴定

利用同步辐射真空紫外光电离质谱结合分子束取样技术研究了燃烧当量比为0.8的2,5-二甲基呋喃(DMF)/氧气/氩气低压层流预混火焰中的初级燃烧产物,得到了DMF火焰的光电离质谱和燃烧中间产物的光电离效率曲线,从光电离效率曲线得到了相应分子/自由基的电离能,将实验测量得到的电离能与文献值或者利用量子化学方法计算得到的理论值比较,确定了DMF火焰中燃烧中间产物的化学结构,包括尚未报道的DMF的氧化产物和更高级的衍生物,并根据这些燃烧中间产物的化学结构推断和分析了DMF及其初级燃烧产物的生成与消耗过程.

正庚烷＋丙烷／氧气／氮气低压预混层流燃烧

利用同步辐射真空紫外光电离质谱和分子束取样技术,研究了正庚烷掺混丙烷/氧气/氮气(掺混比为0,0.1和0.2)的低压预混层流燃烧.分析了正庚烷/氧气/氮气与正庚烷+丙烷/氧气/氮气火焰中的燃烧中间物,比较了不同掺混比下燃烧产物及主要燃烧中间物的摩尔分数曲线,为研究正庚烷及正庚烷掺混丙烷在发动机上的燃烧,以及相应燃烧化学反应动力学模型的建立提供了实验数据.

二甲醚/氧气/氩气低压层流预混燃烧研究

利用同步辐射真空紫外单光子电离结合分子束质谱技术,对当量比φ=1.5的低压预混层流二甲醚火焰进行了实验研究。通过测量光电离质谱和光电离效率曲线,探测到了二甲醚/氧气/氩气的燃烧产物和火焰中间物,包括不稳定的分子和自由基。通过测量离子信号的空间分布曲线,计算了二甲醚/氧气/氩气火焰的主要物种C_2H_6O、O_2、Ar、H_2、H_2O、CO和CO_2的摩尔分数曲线,以及主要中间物种如CH_2O、C_2H_2、C_2H_4、CH_3OH、C_2H_2O、C_2H_4O、CH_3、CH_4、HCO、C_3H_3和C_3H_4的摩尔分数曲线,并分析了主要中间物种的产生和消耗过程。

三氯乙烯的真空紫外同步辐射光电离和光解离

利用真空紫外(VUV)同步辐射光源和反射式飞行时间质谱仪,在超声冷却条件下对三氯乙烯(C2HCl3)进行了光电离研究,通过测量各离子的光电离效率(PIE)曲线,得到了C2HCl3的电离势PI(C2HCl3)=9·51±0·05eV,以及C2HCl3光解离碎片离子的出现势(PA):PA(C2HCl2+)=12·40±0·05eV,PA(C2HCl+)=15·88±0·05eV和PA(CCl+)=18·33±0·0eV.根据实验和理论计算的结果,分析了可能的解离通道,并结合相关文献所给的热力学数据,推导出主要离子的标准生成焓及母体离子的解离能.实验获得了118.0nm同步辐射光电离下C2HCl3的质谱图,这为以后采用该波长的激光实现C2HCl3的快速探测提供了实验数据.

HFC-152a的同步辐射真空紫外光电离和光解离研究

利用同步辐射真空紫外光,研究了HFC-152a(CH3CHF2)的光电离和光解离过程,通过测量各离子的光电离效率曲线,得到了该分子的电离能(11·94±0·04eV)和所有碎片离子的出现势,运用GAUSSIAN-03程序计算了母体和碎片及相应离子的结构、电子态和能量.结合理论计算的结果,分析了母体离子可能的光电离解离通道及相关通道的解离能.