铁基载氧体纤维素化学链解聚试验及分子模拟
郭文倩
蒙亮亮
耿畅
李娜
吴舸
张慧
郭庆杰
白红存
宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021;宁夏大学 化学化工学院,宁夏 银川 750021
摘要：为探索纤维素在铁基载氧体作用下的化学链解聚机理及过程.通过热重分析试验研究不同升温速率下纤维素的化学链燃烧特性;通过化学反应动力学计算纤维素化学链燃烧过程中的活化能并揭示其动力学机制;利用ReaxFF MD模拟综合技术从微观原子尺度阐释纤维素化学链燃烧过程微观反应网络.热分析结果表明,铁基载氧体的加入可降低纤维素化学链解聚的起始温度,其释放的晶格氧有助于促进纤维素的化学链解聚.纤维素化学链燃烧过程分为3个阶段:挥发分析出燃烧、半焦转化燃烧和焦炭燃烧阶段.反应动力学研究显示,纤维素在热转化过程中不同转化率下的活化能为220～405 kJ/mol,其中第3个阶段的反应活化能最高.ReaxFF MD模拟结果显示,纤维素化学链燃烧过程整体遵循自由基链反应理论.纤维素裂解产生的活性自由基与载氧体释放的晶格氧反应生成2-羟基丙酮等中间体,然后进一步发生自由基反应生成CO2.最终获得了载氧体作用下纤维素化学链解聚过程中CO2生成释放的复杂反应网络.
关键词：化学链燃烧生物质纤维素反应力场分子动力学反应机制
分类号：TK6(生物能及其利用)
资助基金：国家自然科学基金(52006110)宁夏自然科学基金资助项目(2022AAC01001)
论文发表日期：2023-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 137-147 )
英文信息