聚乙烯热解制备二氧化硅表面碳涂层的机理研究

利用反应分子动力学ReaxFF方法模拟了聚乙烯热解碳沉积二氧化硅基底的微观过程,通过分析沉积过程中碳结构、体系产物数目及碳碳径向分布函数的变化来揭示聚乙烯碳化机理。结果表明:碳结构的形成主要是远离基底芳香环的沉积成片生长和靠近基底的小分子碳的渗入、析出,连接在沉积的碳结构上。其中远离基底的聚乙烯热解有两个方向,一是直接热解为小分子的碳氢化合物(C_(2)H_(4)、C_(3)H_(6)、C_(4)H_(8)等),继而小分子碳氢化合物继续反应脱氢,重组形成碳链和碳环;二是未完全断链的碳氢长链(C>5),与碳氢小分子进行反应。研究温度和保温时间对沉积的影响得知,升温可以加快反应速率,但不改变整体的反应趋势。温度为2500K,在保证碳源充足的情况下,会有更多的碳形成稳定的碳环结构,持续生长。从ReaxFF动力学角度研究高分子聚合物制备碳材料的机理,可以为相关实验研究提供理论支持。

低温等离子体降解毕兹的反应机理研究

基于ReaxFF力场利用LAMMPS软件建立毕兹分子(QNB)的模型,模拟微观条件下等离子体降解毕兹的反应机理。通过模拟考察300 K恒温条件下毕兹在活性粒子作用下的行为。研究表明毕兹在O自由基作用下降解主要通过苯环活化开环、羟基夺氢反应以及奎宁环中N—O键的形成3个过程,·HO_(2)、O_(2)、NO、NO_(2)这4种活性粒子在模拟中基本未对毕兹分子造成任何破坏。利用ReaxFF MD分子模拟方法对常温环境下等离子体降解毕兹反应机理研究的一个尝试,可为相关的毒剂降解试验机理分析、理论研究提供一定的参考。