基于分子反应动力学模拟的六甲基二硅氧烷热解机理研究

摘要

六甲基二硅氧烷是燃烧合成高纯二氧化硅纳米颗粒的重要前体,采用ReaxFF分子动力学模拟方法研究其高温热解过程,讨论了三种不同反应力场对模拟的影响并分析其可靠性,选择其中最合适的力场开展不同温度与压力下的热解产物分析,结合气相色谱实验,揭示六甲基二硅氧烷的热解路径和机理。结果表明,反应力场对ReaxFF分子动力学模拟有重要影响,通过比较分析获得了最佳反应力场,六甲基二硅氧烷的初始热解反应为Si—C键断裂导致的CH_(3)脱离,温度升高会加剧解热反应的发生且使产物趋向于碎片化,热解的主要产物为CH_(3)、CH_(4)、C_(2)烃、H_(2)、CH_(2)O等小分子以及SiH_(4)、SiH_(2)、CH_(4)Si等含硅化合物。压力的改变会造成热解体系浓度的改变,从而影响分子间相互碰撞概率和反应的发生,压力越大则越容易形成稳定的热解产物。