CO/CH_4链式爆炸反应机理研究

摘要

为了从分子角度探究CO/CH_4链式爆炸体系反应机理,运用基于密度泛函理论的B3LYP/6-31G方法优化分子构型,并对相关基元反应进行定量分析,计算出相应的热力学数据。用反应内禀坐标法验证反应路径,结合反应动力学进行相关分析。结果表明:CO首先引发了CO/CH_4混合体系爆炸链锁反应并在链引发过程中起主导作用;CO的存在削弱甚至消除了CH_4爆炸链分支反应,减少了后续链反应所需的关键自由基HCO、HO_2;在CO/CH_4/空气混合体系链传递过程中,CO更容易与·O、·HO2发生反应,减少了CH_4爆炸过程中重要中间产物·H_2O_2以及·CH_3和·OH的生成,从而降低了整个反应体系活化中心的浓度。因此,CO的存在对CO/CH_4爆炸链锁反应过程起到了一定的阻尼效应。