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深入研究柴油的分解机理,探索提高柴油热安定性途径具有十分重要的理论和实际意义。本论文采用量子化学方法对柴油的模型化合物一正十六烷的分解机理进行了计算研究。 本论文采用Guassian03半经验AM1方法计算研究了不同烷烃自由基与正十六烷的连传递反应机理,得到烷基自由基进攻十六烷的氢原子的活化能为50kJ/mol左右,而烷基自由基进攻十六烷的碳原子活化能为240kJ/mol左右,分析发现烷基自由基进攻十六烷的氢比进攻碳原子更容易。 采用密度泛函:B3PW91/6-31++G(d)方案计算发现,C10H21·自由基热分解是吸热过程,C10H21·自由基热分解生成C8H17·、C6H13·、C4H9·、C2H5·等烷基自由基需要越过144.20~146.25kJ/mol的能垒,与本课题组实验测得正癸烷热分解的表观活化能127.78kJ/mol较为相近,表明模拟计算的热分解活化能是较为合理的;计算C8H17·、C6H13·、C4H9·、C2H5·自由基与C10H21·自由基发生耦合、摘取氢原子的反应都是自发和放热过程。 还计算研究了C8H17·自由基、C8H17OO·等自由基与O2分子氧化生成醛、酮有机酸和新烷基自由基的反应机理,发现辛烷基自由基与氧化反应均是自发和放热过程。CsH17OOH与碳十六酮自由基甲基H结合形成水和碳十六酮伯自由基,反应活化能仅为31.24kJ/mol。计算得到辛基羧酸自由基脱CO2的活化能为44.11kJ/mol。