呋喃类生物燃料热解自由基激发态及其与分子氧反应过程的理论研究

批准号:
21673185
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
曹泽星
依托单位:
学科分类:
B0301.化学理论与方法
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙铭骏、李萍、樊芳芳、张向飞、甘延珍
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中文摘要
二甲基呋喃等呋喃类化合物是新型的第二代液体生物燃料,其燃烧过程非常复杂,涉及一些自由基和激发态活性物种的参与。然而,目前由于缺乏对生物燃料热解物种激发态性质和碰撞能量转移性质的认识,现有燃烧机理模型基本上不包括激发态参与的化学反应步。该项目旨在通过广泛的量子化学计算和从头算动力学模拟,系统研究呋喃类新型生物燃料热解与氧化过程中自由基活性物种的激发态性质及其反应机理,探明高未饱和反应中间体的低激发态电子结构特征与反应活性,构建呋喃类生物燃料自由基与含氧活性物种激发态性质和热解与氧化反应过程的基本热力学数据集,为呋喃类生物燃料活性物种激发态参与的燃烧反应网络和动力学模型的完善与数值模拟提供支持。
英文摘要
This project aims to explore excited-state properties of radicals in pyrolysis of furan-based biofuels and their reactions with dioxygen by extensive quantum chemistry calculations and ab initio dynamics simulations. Based on the computational results, the possibility of different excited-state species involved in combustion and their impacts on the oxidation and combustion reactions will be assessed. It is expected to build the thermodynamic data of radicals and oxygen-containing reactive species of furan-based biofuels in pyrolysis and combustion and provide a basis for the improvement of combustion kinetic model and reaction network in consideration of excited states.
呋喃类化合物是重要的第二代生物燃料,对减少汽油类非再生能源的使用具有重要意义。项目通过广泛的电子结构计算和动力学模拟,系统地研究了甲基呋喃类生物燃料热解自由基及其氧化燃烧活性物种的结构、光谱性质及其化学反应网络各基元步的热力学和动力学性质,探明了高未饱和反应中间体的低激发态电子结构特征与反应活性,预测了呋喃类生物燃料热解及低温氧化反应的微观机理,确定了自由基与含氧活性物种及其反应步的热力学和动力学性质。理论计算和激发态动力学模拟研究揭示,尽管激发态可能在一定程度上对生物燃料燃烧有影响,但其燃烧特征主要由基态活性物种决定,相关研究成果为呋喃类生物燃料燃烧反应网络与动力学模型的完善和数值模拟提供了理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The Transition-Metal-Like Behavior of B-2(NHC)(2) in the Activation of CO: HOMO-LUMO Swap Without Photoinduction
B-2(NHC)(2) 在 CO 活化中的类过渡金属行为:无光诱导的 HOMO-LUMO 交换
DOI:10.1002/anie.201805952
发表时间:2018
期刊:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
影响因子:16.6
作者:Zhang Huaiyu;Cao Zexing;Wu Wei;Mo Yirong
通讯作者:Mo Yirong
Atomically dispersed Cu and Fe on N-doped carbon materials for CO(2) electroreduction: insight into the curvature effect on activity and selectivity.
用于 CO2 电还原的 N 掺杂碳材料上原子分散的 Cu 和 Fe:深入了解曲率对活性和选择性的影响
DOI:10.1039/d0ra08857a
发表时间:2020-11-23
期刊:RSC ADVANCES
影响因子:3.9
作者:Zhang, Yue;Fang, Lei;Cao, Zexing
通讯作者:Cao, Zexing
Persulfurated Coronene and Its Chalcogenide Analogues: Insight into Effects of Peripheral Substitution
过硫化晕苯及其硫属化物类似物:洞察外周替代的影响
DOI:--
发表时间:2019
期刊:J. Phys. Chem. A
影响因子:--
作者:Qing Zhang;Zexing Cao
通讯作者:Zexing Cao
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c06076
发表时间:2020-08
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Lei Fang;Caiyun Zhang;Xinrui Cao;Z. Cao
通讯作者:Lei Fang;Caiyun Zhang;Xinrui Cao;Z. Cao
DOI:10.1002/jcc.25594
发表时间:2018-10
期刊:Journal of Computational Chemistry
影响因子:3
作者:Yuanyuan Li;Y. Gan;Z. Cao
通讯作者:Yuanyuan Li;Y. Gan;Z. Cao
酶催化高毒有机磷化合物降解机制与活性调控的QM/MM多尺度模拟研究
- 批准号:22373078
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
碳基小分子催化定向转化及外场与表界面效应的多尺度全程模拟研究
- 批准号:--
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300万元
- 批准年份:2019
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
酶催化二氧化碳捕获与还原转化的量子-经典力学研究
- 批准号:21873078
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
光合作用中水氧化与光诱导电子转移过程的理论研究
- 批准号:21373164
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
光敏有机分子和荧光蛋白光功能特性的调控及其相关无辐射过程的理论研究
- 批准号:21133007
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:280.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
DNA糖苷酶催化N-糖苷键水解机理与酶活性调控分子机制的理论研究
- 批准号:20873105
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
凝聚相固氮酶催化分子氮还原过程的组合QM/MM计算研究
- 批准号:20673087
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
分子线富碳共轭体系光物理与光化学性质的理论研究
- 批准号:20473062
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
局域多参考组态相互作用方法在复杂多电子体系中的应用
- 批准号:20173042
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:17.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
小分子激发态的耦合位能面与反应动力学的理论研究
- 批准号:29773036
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1997
- 负责人:曹泽星
- 依托单位:
国内基金
海外基金
