能源是维持人类社会发展和进步的重要源泉和保障。然而在化石能源的开采和燃烧在提供能源的同时也引起了全球性环境污染问题。燃烧的污染物主要集中在多环芳烃（PAHs）和碳烟等。芳烃燃料是石油产品及其替代燃料的重要组分,且芳烃燃烧能够促进PAHs和碳烟等重要燃烧污染物的形成,是研究碳烟形成的理想平台。含氧燃料的燃烧可以减少碳烟的形成,降低污染物的排放。本论文选取苯甲醛（AlCHO）和苯甲醇（AlCH2OH）等结构简单、沸点较低的含氧芳烃燃料作为研究对象,进行了深入的反应动力学研究,为理解碳烟形成机理提供新的思路。本论文的工作内容主要分为五章。首先第1章中简述了能源利用的重要性,我国目前仍主要是以化石燃料为主的能源结构。化石能源的开采和燃烧在提供能源的同时,也引起了一系列环境污染问题。模型燃料和生物质燃料作为解决能源和环境问题的两种方式被人们广泛关注着。接着简要的介绍了目前国内外对于芳烃类汽油模型燃料、生物质燃料以及对于含氧芳烃燃料的燃烧反应动力学研究现状。根据调研的结果,选取了AlCHO和AlCH2OH这两种含氧芳烃燃料进行细致的反应动力学研究。第2章主要针对本论文研究过程中所使用的检测技术、实验装置、以及动力学模拟方法进行了介绍。本文采用同步辐射真空紫外光电离质谱检测技术作为主要燃烧产物及中间产物的检测技术,运用了射流搅拌反应器和流动管反应器作为核心反应器分别进行了低温氧化实验和热解实验。介绍了在实验过程中数据采集和实验数据处理的方法。动力学模型方面对CHEMKIN系列软件的发展进行了介绍,随后对CHEMKIN-Pro软件的运算流程、化学动力学机理和热力学数据等进行了简要的理论描述,最后说明了敏感性分析和产率（ROP）分析这两种模型调整的主要方法。第3章中本论文开展了AlCHO的氧化反应动力学研究。在射流搅拌反应器中研究了常压下475-900K范围内,当量比（φ）为0.4和2.0的A1CHO的氧化过程。采用同步辐射光离子化和分子束质谱（MBMS）对中间体和产物进行了鉴定。与以往的研究相比,新检测到29种化合物,如甲醛（CH2O）、甲氧基（CH3O）、过氧化氢（H2O2）、烯酮、呋喃、2,4-环戊二烯-1-酮（C5H4O）、糠醛、邻苯醌、1,4-苯二醇和1,4-环己-2-烯二酮。建立了 376个组分2163个反应的动力学模型,对实验值进行了合理的预测。ROP分析表明,氢原子、OH、CH3、HO2和苯氧基（A1O）自由基参与的氢提取反应是AlCHO的主要消耗路径。脱羰基反应和开环反应对氧化过程有一定的促进作用。AlO自由基、苯酚（AlOH）和C5H4O是AlCHO氧化重要的中间产物。敏感性分析表明,在这两种φ条件下,反应AlCHO+OH=AlCO+H2O和反应 H2O2（+M）=OH+OH（+M）是促进 AlCHO 消耗最敏感的两个反应,而AlOH+O2=AlO+HO2反应对AlCHO的消耗具有很强的抑制作用。在相同条件下,AlCHO较AlCH2OH氧化更难产苯（Al）,而更容易生成AlOH。这些结果将有助于进一步了解AlCHO作为一种潜在的芳香族燃料的氧化机理和碳烟的形成。第4章中本论文开展了AlCH2OH的热解反应动力学研究。在流动管反应器中研究了 AlCH2OH在30和760 Torr下的热解。采用同步辐射光电离和MBMS技术对39种中间体和产物进行了鉴定和定量,包括一些小组分、一些单苯环组分和大量PAHs。建立了 376个组分、2171个反应的全面化学动力学模型,并进行了合理的预测。从ROP分析可知,在两种压力下,AlCH2OH的消耗主要是通过与H原子和OH自由基的氢提取反应进行的。氢提取和单分子解离反应对PAHs的形成也起着重要作用。苯基自由基、Al和苄基（AlCH2）自由基是AlCH2OH热解过程中的重要中间产物,为PAHs的形成提供了多种途径。敏感性分析表明,在两种压力下,AlCH2OH消耗最敏感的反应是C-O键从AlCH2OH中断裂的单分子引发反应。在两种压力下,AlCH2自由基与H原子结合形成甲苯（AlCH3）对AlCH2OH消耗的抑制作用最大,而对AlCH2OH消耗的氧化过程影响不大。这些结果为进一步研究AlCH2OH燃烧化学动力学及其在生物替代燃料中的应用提供了理论依据。第5章简要的总结了本文的研究工作,并对未来相关的含氧芳烃燃料研究进行了展望。