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火焰中多环芳烃(PAHs)的生成和演变机理
结题报告
批准号:
91441129
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
80.0 万元
负责人:
林赫
依托单位:
学科分类:
E0604.燃烧学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李新令、刘鹏、邵灿、杨阳、李若昕
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中文摘要
化石燃料燃烧排放的soot是大气PM2.5形成的重要因素之一。在火焰中,多环芳烃(PAHs)是soot的前体物,其生成特性对soot的形成有重要影响。当前基于HACA机理的PAHs化学动力学模型(ABF模型)还不完善,导致应用该模型计算和预测soot生成不够准确。本项目采用量子化学从头算法、过渡态理论、单分子反应理论对碳氢燃料的PAHs生成、长大、氧化过程进行系统研究,并采用PLIF技术对预混火焰中PAHs进行在线测量,通过理论和实验研究发展更完善PAHs化学动力学模型,为准确预测发动机燃烧soot生成提供理论基础。
英文摘要
Soot formed in incomplete combustion of hydrocarbons is an important inducement in the formation of PM2.5. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are generally accepted as the precursors to soot particles in flame, and the character of PAHs has great impact on the formation of soot. ABF model developed on the basis of hydrogen-abstraction-carbon-addition (HACA) mechanism is still popular in use for premixed flames. But the predicted concentration of soot is not accurate enough. The object of this program is to provide an improved chemical mechanism of PAH growth and oxidation using accurate ab initio density functional theory calculations, as well as TST (transition state theory ) theory and RRKM (Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus) theory. At the same time, the concentration of various PAHs will be experimentally measured via PLIF technology. Both theoretical an experimental researches contribute to developing an improved and accurate PAHs chemical kinetics model. The improved model can provide theoretical basis for the accurate prediction of soot formation.
本项目针对碳烟(soot)生成前体物多环芳烃(PAHs)的生成和演变机理进行了理论计算和实验研究。理论计算方面,使用量子化学密度泛函理论(DFT)和反应势能面分析,探索了碳氢燃料火焰中多环芳烃(PAHs)生成与氧化的新路径,对现有的PAHs反应机理进行了完善,构建了新的PAHs机理模型,对气相分子和PAHs的浓度预测精度较已有模型有改善明显。实验研究方面,搭建了激光诱导荧光(LIF)实验系统,对层流预混火焰中PAHs的相对浓度进行在线测量,并结合DFT、含时密度泛函理论与Franck − Condon理论计算了各气相PAHs的荧光光谱,提高了LIF技术测量PAHs的选择性。最后,结合实验数据对所构建的PAHs机理进行验证和完善,得到更完善 PAHs 化学动力学模型,为准确预测发动机燃烧 soot 生成提供理论基础。
期刊论文列表
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DOI:--
发表时间:2015
期刊:燃烧科学与技术
影响因子:--
作者:孔德彧;林柏洋;顾晨;李若昕;管斌;林赫
通讯作者:林赫
DOI:10.1021/acs.jpca.5b10114
发表时间:2015-12
期刊:The journal of physical chemistry. A
影响因子:--
作者:Peng Liu;Zhenwu He;Gao‐Lei Hou;B. Guan;He Lin;Zhen Huang
通讯作者:Peng Liu;Zhenwu He;Gao‐Lei Hou;B. Guan;He Lin;Zhen Huang
Theoretical Insights into the Mechanism of CO2 Chemisorption and Subsequent CO Desorption on Char Surface with Zigzag Active Sites
锯齿状活性位点炭表面 CO2 化学吸附和后续 CO 解吸机制的理论见解
DOI:10.1080/00102202.2016.1174218
发表时间:2016-04
期刊:Combustion Science and Technology
影响因子:1.9
作者:Liu Peng;Lin He;Huang Zhen
通讯作者:Huang Zhen
The mechanism and kinetic analysis of C4H4 + C4H4 (but-1-ene-3-yne) reaction with features of H-transfer in combustion
具有燃烧氢转移特征的C4H4 C4H4(丁-1-烯-3-炔)反应机理及动力学分析
DOI:10.1016/j.ijhydene.2015.12.038
发表时间:2016-01
期刊:International Journal of Hydrogen Energy
影响因子:7.2
作者:Peng Liu;He Lin;Zhen Huang
通讯作者:Zhen Huang
Mobility size distributions of soot in premixed propene flames
预混丙烯火焰中烟灰的流动性尺寸分布
DOI:10.1016/j.combustflame.2016.07.002
发表时间:2016-10-01
期刊:COMBUSTION AND FLAME
影响因子:4.4
作者:Lin, He;Gu, Chen;Huang, Zhen
通讯作者:Huang, Zhen
高熵CO2敏感材料的火焰合成及性能调控机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
非法拉第过程促进纳米钯低温催化氧化低浓度甲烷的基础研究
  • 批准号:
    51676127
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    77.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
预混合滞止燃烧合成纳米复合金属氧化物催化还原NOx的基础研究
  • 批准号:
    51176118
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
稀土钙钛矿催化剂表面碳烟与氮氧化物redox过程的微观机制
  • 批准号:
    50506015
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
低温等离子体辅助催化降低柴油机PM和NOx排放的机理
  • 批准号:
    50376035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    8.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    林赫
  • 依托单位:
国内基金
海外基金