胺类物质作为生物质燃料中的重要组分,近年来关于胺类燃料在燃烧领域的研究越来越受到大家的重视。采用精密准确的实验设备对胺类燃料的燃烧行为进行实验探测,同时,建立可信的动力学模型对于含氮污染物及氮元素迁移路径进行详细分析,这都将为降低生物质燃料在利用过程中含氮污染物的排放和扩大生物质燃料市场提供理论指导。本文选取两种典型的胺类燃料,即正丙胺（NPA）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）,作为研究对象。采用同步辐射光电离结合飞行时间质谱分析技术,分别在30和760 Torr两个压力下对上述两种燃料展开热解实验研究。基于热解实验结果,本文对于母体燃料的分解路径以及主要含氮产物的生成路径都进行了详细的分析。本文第一章主要介绍了研究开展的背景。现代社会随着工业化进程的推进,社会生产力水平大大提高,世界对于能源的需求量也急剧增加,同时,传统化石能源的大量消耗也引发了一系列的环境问题。解决好能源利用与环境污染之间的矛盾成为人类新时期面临的巨大挑战。人们在发展高效、清洁的能源利用方式的同时,也在积极探索新能源。生物质燃料以其来源广泛、成本低和低污染的特性得到越来越多的关注。但是,生物质燃料中含有大量的含氮组分,在生物质燃料的利用过程中会产生含氮污染物,对环境和人体都会造成严重的危害。通过对含氮污染物生成路径和氮元素的迁移路径的研究,为降低生物质燃料在利用过程中产生的含氮污染物提供理论基础,成为本文研究的出发点。此外,本章中还简要介绍了两类燃烧产物的诊断方法,即原位光谱法和取样分析法。本文第二章主要介绍了实验装置、关键实验参数测量与处理以及模型构建。实验装置部分,本章对于国家同步辐射实验室BL03U线站的热解实验装置展开了详细的描述。在热解实验过程中主要用到了流动管热解、超声分子束取样、同步辐射真空紫外光电离和飞行时间质谱探测等技术。实验中根据所用光子能量不同,分别采用氩气和氟化锂进行滤波。首先,在第二章详细地介绍了滤波物质选择的原理,还对实验中物种检测系统的工作原理以及三种热解实验模式进行了介绍。其次,本章对流动管内部的温度分布、膨胀系数和光电离截面的测量进行了介绍,同时,在本章还详细地介绍了实验数据以及关键参数的处理方法,包括摩尔分数的计算、膨胀系数的计算和光电离截面的确定。最后,在模型部分中,本章对本文模拟工作采用的Chemkin软件的发展和包含的模拟模块进行了简要介绍,对采用PFR模块进行模拟过程时采用的反应机理文件和热力学数据文件的架构进行了描述。本章还介绍了反应速率常数和定压热容、生成焓等热力学数据的计算和确定过程。本文第三章主要介绍了 NPA在30和760 Torr两个压力下利用流动管进行高温热解实验以及NPA动力学模型的构建和模拟工作。在30Torr压力下,检测到了 28种热解产物;在760Torr压力下,检测到30种热解产物。随着热解压力的升高,NPA发生热解的温度区间向低温区移动,并且,NPA热解速率随着压力的升高也逐渐增大。本工作构建的NPA热解模型很好地预测了燃料的热解过程和产物的生成趋势。同时,本章也进行了 NPA热解的ROP和敏感性分析,对实验中探测到的中间体和产物的生成路径进行了详细的分析。在两个压力条件下,氢提取反应均为NPA消耗的主要路径。在30 Torr压力下,单分子解离反应对NPA的消耗有重要影响。此外,本章还将NPA高温热解实验结果与胺类燃料的层流预混火焰实验结果进行对比,进一步揭示了含氮污染物的生成路径。本章中的研究成果将有助于进一步研究生物燃料利用过程中污染物的形成和含氮燃料转化路径。本文第四章主要介绍了DMF在30和760 Torr压力下进行的高温热解实验以及基于实验结果进行的关于热解产物生成路径的推测。实验中,在30 Torr压力下共检测到25种热解产物,在760Torr压力下共检测到了 20种热解产物,包括碳氢化合物、碳氮化合物、氮氧化合物等,对于检测到的每种产物都进行了物种结构的定性判别和分析。随着热解压力的升高,DMF的热解温区逐渐向低温区移动,并且热解速率加快。基于热解实验结果和前人进行的研究,本章对于DMF的消耗路径以及主要热解产物的生成路径进行了推测。本文最后一章对后续研究工作进展进行了总结并且对下一步研究工作进行了展望,包括DMF动力学模型的构建、NPA的氧化实验以及用于研究微重力环境下含氮燃料燃烧反应动力学的小落塔实验装置的搭建。综上所述,本论文分别开展了 NPA和DMF的变压力高温热解实验研究。NPA动力学模型在两个压力下准确地预测了 NPA的热解行为,基于动力学模型分析,给出了氮元素的迁移路径和含氮污染物的生成路径。基于DMF的实验结果以及前人研究结果,对DMF热解实验中含氮产物的生成和转化路径进行了推测。本文结论为研究生物质燃料利用过程中含氮污染物的形成和含氮燃料转化路径提供了理论参考,促进了生物质燃料市场的进一步扩大。