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大气化学和燃烧化学中几种典型自由基反应机理的理论研究

白洪涛  
【摘要】:本论文利用量子化学计算方法对几种大气化学和燃烧化学中典型的自由基反应机理,进行了系统的理论研究。通过理论计算详细的给出了反应中间体结构、稳定性、反应路径等势能面信息,讨论了可能的反应通道和反应机理,对可能的主要产物进行了预测。为大气化学和燃烧化学中重要的自由基—分子反应模型的建立奠定了基础,并且为实验研究提供了有价值的理论信息。主要贡献如下: 1.在B3LYP 和CCSD(T)水平下,深入的研究了反应C2H+3O2 的二重态和四重态反应势能面的剖面图,详细地讨论了反应机理,理论结果与实验给出的反应通道和主要产物相一致。 2.在B3LYP、MP2 和CCSD(T)水平下,系统地研究了反应HO2+NO2的单重态以及三重态反应势能面的剖面图。计算结果表明, 此反应历程是复杂的多步反应,反应物的初始化连接方式就有五种。预测了反应机理和最可能的主要产物通道。 3.在B3LYP 和CCSD(T)水平下,详细地研究了HO2+C2H2 反应,考虑了二重态和四重态两个反应势能面剖面图。主要反应通道都在二重态势能面中,其中包含了10 种产物,16 种反应中间体,以及26 种过渡态。计算结果与实验给出的反应通道和主要产物相一致。 4.为了探寻自由基HO2 在碳氢化合物的燃烧过程的规律和特点,我们还对HO2+C2H 反应进行了研究,在B3LYP 和CCSD(T)水平下给出了比较完整的反应势能面信息,并对主要反应通道和主要产物,次要反应通道和次要产物进行了预测。 5.在B3LYP 和CCSD(T)水平下,深入地研究了反应CS+3O2 的单重态以及三重态反应势能面的剖面图。详细地讨论了反应机理,计算结果与实验给出的反应通道和主要产物相符合。 6.在B3LYP、MP2 和CCSD(T)水平下,详细地研究了CS+NO 反应,考虑了二重态和四重态两个反应势能面剖面图。预测了反应机理和最可能的主要产物通道。 7.在B3LYP 和CCSD(T)水平下,深入的研究了反应CH2+SO,首


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