木聚糖单体热解机理的理论研究

摘要：

采用Gaussian 03程序中的密度泛函（DFT）理论B3LYP/6-31＋＋G（d,p）方法,对木聚糖一个循环单元的热解机理进行了理论研究.设计了八条热解路径,对每条路径中反应物、中间体、过渡态和产物进行能量梯度全优化,并对过渡态进行了IRC验证,在298～1098 K温度范围内计算了每个路径的热力学及动力学参数.结果表明：Path1,Path2为放热反应,Path3在798 K由吸热反应转变为放热反应,其余路径为吸热反应;室温到798 K,2-糠醛和水的转化率最高,温度高于898 K,Path4成为主反应路径.通过动力学分析给出了木糖分子不同断键方式下的三个最优路径：Path2的控速步为Step5活化能为236.9 kJ/mol;Path6的控速步为Step7,活化能为363.9 kJ/mol;Path7或Path8的控速步为Step15,活化能为336.5 kJ/mol.分析表明,无论热力学或是动力学都优先支持Path2生成2-糠醛和水,其次是Path6生成乙醇醛和甲醛,Path7或Path8生成乙醇醛、乙二醇和一氧化碳.

关键词：木聚糖单体、密度泛函理论、热解机理

所属期刊栏目：69

分类号：O641.121(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室西南石油大学PLN1016;国家自然科学基金50776101;中央高校基本科研业务费CDJXS141150

在线出版日期：2012-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2099-2107