论文采用真空紫外光电离质谱实验技术和动力学模拟相结合的方法,对C4系列的烯烃和烷烃燃料(正丁烯、异丁烯、反2-丁烯、正丁烷和异丁烷)的高温低压热解过程进行了详细的研究。第一章介绍了C4烯烃和烷烃燃烧特性研究的背景、现状、目标和意义。首先,简要阐明了以化石燃料为主的国际能源体系带来的危害和危机,指出开展化石燃料机理研究的必要性和紧迫性。叙述了新能源尤其是生物质能源正在得到日益广泛的关注和开发利用,指出C4烯烃和烷烃机理对于深入理解和开发生物质能源的意义。然后介绍了国际上目前为止C4烯烃和烷烃燃烧特性研究的历史、现状和不足,据此指出了本文研究的目标和重要意义。第二章简要描述了实验装置、实验方法和动力学模拟理论。实验方面,介绍了热解诊断方法及优劣比较、同步辐射光源的优势和光束线选择、热解实验装置整体概况、温度校正、实验流程、实验模式和数据处理。其中重点介绍了流动管反应器内部温度变化曲线的测量和结果,以及对飞行时间质谱的改造和优化结果。动力学模拟方面,介绍了CHEMKIN模拟时参数的输入和计算,重点介绍了最新发展的模拟和分析方法。在第三章中,首先,介绍了正丁烯热解的实验条件和实验结果,即采用两种实验模式：一、通过固定热解温度,扫描光电离效率谱(PIE)鉴别了热解产物,包括质量数从2到78的物种,包括氢气(H2)、甲基(CH3)、甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)、乙烯基(C2H3)、乙烯(C2H4)、乙基(C2H5)、乙烷(C2H6)、炔丙基(C3H3)、丙炔(pC3H4)、丙二烯(aC3H4)、烯丙基(aC3H5)、丙烯(C3H6)、丁二炔(C4H2)、乙烯基乙炔(C4H4)、1,3丁二烯(1,3-C4H6)、2-丁烯(2-C4H8)、正丁烯(1-C4H8)、1,3环戊二烯(1,3-C5H6)和苯(C6H6)等约二十个物种。二、通过固定光子能量,改变热解温度,得到了不同温度下的光电离质谱,计算得到了热解产物浓度随温度变化的曲线。然后,根据实验结果,研究了正丁烯热解的反应机理,发展了一个详细的动力学模型,据此结合反应速率分析和灵敏性分析,研究了正丁烯的分解路径和大分子产物的生长过程,得到了详细的反应路径图。第四章采用与第三章类似的思路,采用两种实验模式,得到了反2-丁烯热解的实验结果,研究了对应的反应机理,发展了与正丁烯热解兼容的动力学模型,据此,分析了反2-丁烯热解反应的规律,同时,针对实验和模型结果比较了其与正丁烯热解的异同之处。在第五章中,应用两种实验模式,得到了异丁烯热解的实验结果,研究了异丁烯热解的反应机理,发展了与两个直链丁烯热解兼容的动力学模型,详细分析了异丁烯热解反应的规律,同时,比较了其与直链丁烯热解的异同。第六章采用与丁烯同分异构体热解类似的方法,得到了正丁烷热解实验的结果,分析了正丁烷热解的反应机理,发展兼容三个丁烯同分异构体的动力学模型.据此详细分析了正丁烷热解反应的规律,重点比较了正丁烷和三个丁烯热解的异同点。在第七章中,根据两种实验模式,得到了异丁烷热解的实验结果,仔细分析了异丁烷热解过程的反应机理,发展了可以兼容三个丁烯同分异构体和两个丁烷同分异构体的动力学模型,据此详细分析了异丁烷热解反应的规律,重点比较了其与以上四种燃料热解的异同之处。