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作者:张艳;曹志强;解海卫;司国炯;
单位:天津商业大学机械工程学院;天津市斯科诺热能技术有限公司;
摘要:采用ReaxFF分子动力学模拟深入探究纤维素(CE)和聚苯乙烯(PS)的共热解特性,分析两者在共热解过程中的相互作用与协同机制。结果表明,两种物质在热解过程中存在显著差异和协同作用。CE的热解产物主要由液体和气体组成;PS热解生成以苯乙烯为主的液体产物,在2 000 K时,其液体产物产率达到最大值97%。PS能够促进CE向小分子产物转化,从而提高气体产物产率,特别是含碳原子数为2的分子生成量明显增加。同时,CE也能够促进PS的分解,在1 800 K时,效果最显著。在共热解过程中,协同效应对产物具有选择性,对CH_2O的生成起到正协同作用,但对CO_2的生成起到抑制作用。CE与PS热解产生的自由基与中间体之间的化学反应影响产物的分布,特别是羟基与醛基等官能团促进了分子链的断裂与重组。此外,密度泛函理论计算表明,CE与PS分子间存在静电相互作用。
关键词:ReaxFF;;纤维素;;聚苯乙烯;;共热解;;协同作用
基金资助:天津市技术创新引导专项(24YDTPJC00340)