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1、第29卷摇第1期新摇型摇炭摇材摇料Vol.29摇No.1摇摇2014年2月NEWCARBONMATERIALSFeb.2014文章编号:摇1007鄄8827(2014)01鄄0067鄄11丙烷化学气相沉积均相热解反应动力学模拟121121徐摇伟,摇张中伟,摇白瑞成,摇李爱军,摇王俊山,摇孙晋良(1.上海大学复合材料研究中心,上海200072;2.航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室,北京100076)摘摇要:摇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
2、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1248K和滞留时间为1s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,
3、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。关键词:摇动力学;热解;灵敏度分析;丙烷;化学气相沉积中图分类号:摇TB332文献标识码:摇A收稿日期:2013鄄06鄄15;摇修回日期:2013鄄11鄄20基金项目:教育部博士点基金(20113108120019);上海人才发展资金(2011028).通讯作者:李爱军,东方学者,教授,博导.E鄄mail:aijun.li@shu.edu.cn作者简介:徐摇伟,硕士研究生.E鄄mail:xuwei10721434@shu.edu.cnKineti
4、cmodelofgas鄄phasereactionsinthechemicalvapordepositionofpropane121121XUWei,摇ZHANGZhong鄄wei,摇BAIRui鄄cheng,摇LIAi鄄jun,摇WANGJun鄄shan,摇SUNJin鄄liang(1.ResearchCenterforCompositeMaterials,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China;2.NationalKeyLaboratoryofAdvancedFunctiona
5、lCompositeMaterials,AerospaceResearchInstituteofMaterialsandProcessingTechnology,Beijing100076,China)Abstract:摇Thechemicalkineticsofpropanepyrolysisinchemicalvapordeposition(CVD)isinvestigatedin1074reactionscon鄄sistingof285speciestounderstandchemistryofCVDfrompro
6、pane.Thereactionmechanismismodeledinaperfectlystirredreac鄄torandacontinuoustubularreactor,toproducea0鄄Danda1鄄Dpropanepyrolysismodel,respectively.Theconcentrationprofilesofgas鄄phaseproductsintheaxialdirectionofthereactorasfunctionsoftemperatureandresidencetimearec
7、omputedwiththeDE鄄TCHEMsoftwarepackagedesignedforcomputingtime鄄dependenthomogeneousreactions.Comparisonbetweensimulatedandex鄄perimentalresultsshowsthatthemechanismgivestheformationpathwayforallmajorproductsandcanpredicttheconcentrationprofilesofminorproducts.Mainr
8、eactionpathsandcrucialreactionstepshavebeendeterminedat1248Kfor1sbyanalyzingthefluxofthemainproducts.Thesignificantrolesofradicalssuchaspropargyl,cyclopentadie
