新型炭材料
新型炭材料
신형탄재료
NEW CARBON MATERIALS
2014年
1期
67-77
,共11页
徐伟%张中伟%白瑞成%李爱军%王俊山%孙晋良
徐偉%張中偉%白瑞成%李愛軍%王俊山%孫晉良
서위%장중위%백서성%리애군%왕준산%손진량
动力学%热解%灵敏度分析%丙烷%化学气相沉积
動力學%熱解%靈敏度分析%丙烷%化學氣相沉積
동역학%열해%령민도분석%병완%화학기상침적
Kinetics%Pyrolysis%Sensitivity analysis%Propane%Chemical vapor deposition
采用均相反应机理来考察丙烷在热解炭化学气相沉积( CVD)条件下的均相热解反应动力学。提出的反应机理包含285种气相组分和1074个基元反应,其中大部分反应可逆。该反应机理结合全混反应器模型和平推流反应器模型分别形成丙烷热解的0维和1维反应动力学模型,计算得到组分浓度随温度和滞留时间的分布函数,并与实验结果比较。结果表明,此反应机理可以复制出主要产物的形成路径,两个反应模型都能准确地预测小分子随温度和滞留时间的分布函数,并能较好地预测大分子随温度和滞留时间的变化趋势。在1248 K和滞留时间为1 s条件下,对丙烷的热解进行反应流速率分析并对重要产物进行灵敏度分析,以确定丙烷热解的主要反应路径和重要的反应步骤。最后,讨论如炔丙基、环戊二烯基和茚基等自由基在稠环芳香烃形成过程中起到的重要作用。
採用均相反應機理來攷察丙烷在熱解炭化學氣相沉積( CVD)條件下的均相熱解反應動力學。提齣的反應機理包含285種氣相組分和1074箇基元反應,其中大部分反應可逆。該反應機理結閤全混反應器模型和平推流反應器模型分彆形成丙烷熱解的0維和1維反應動力學模型,計算得到組分濃度隨溫度和滯留時間的分佈函數,併與實驗結果比較。結果錶明,此反應機理可以複製齣主要產物的形成路徑,兩箇反應模型都能準確地預測小分子隨溫度和滯留時間的分佈函數,併能較好地預測大分子隨溫度和滯留時間的變化趨勢。在1248 K和滯留時間為1 s條件下,對丙烷的熱解進行反應流速率分析併對重要產物進行靈敏度分析,以確定丙烷熱解的主要反應路徑和重要的反應步驟。最後,討論如炔丙基、環戊二烯基和茚基等自由基在稠環芳香烴形成過程中起到的重要作用。
채용균상반응궤리래고찰병완재열해탄화학기상침적( CVD)조건하적균상열해반응동역학。제출적반응궤리포함285충기상조분화1074개기원반응,기중대부분반응가역。해반응궤리결합전혼반응기모형화평추류반응기모형분별형성병완열해적0유화1유반응동역학모형,계산득도조분농도수온도화체류시간적분포함수,병여실험결과비교。결과표명,차반응궤리가이복제출주요산물적형성로경,량개반응모형도능준학지예측소분자수온도화체류시간적분포함수,병능교호지예측대분자수온도화체류시간적변화추세。재1248 K화체류시간위1 s조건하,대병완적열해진행반응류속솔분석병대중요산물진행령민도분석,이학정병완열해적주요반응로경화중요적반응보취。최후,토론여결병기、배무이희기화인기등자유기재주배방향경형성과정중기도적중요작용。
The chemical kinetics of propane pyrolysis in chemical vapor deposition ( CVD) is investigated in 1074 reactions con-sisting of 285 species to understand chemistry of CVD from propane. The reaction mechanism is modeled in a perfectly stirred reac-tor and a continuous tubular reactor, to produce a 0-D and a 1-D propane pyrolysis model, respectively. The concentration profiles of gas-phase products in the axial direction of the reactor as functions of temperature and residence time are computed with the DE-TCHEM software package designed for computing time-dependent homogeneous reactions. Comparison between simulated and ex-perimental results shows that the mechanism gives the formation pathway for all major products and can predict the concentration profiles of minor products. Main reaction paths and crucial reaction steps have been determined at 1248 K for 1s by analyzing the flux of the main products. The significant roles of radicals such as propargyl, cyclopentadienyl and indenyl in the formation of pol-yaromatic hydrocarbons were discussed.