β-O-4型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究.pdfVIP

· 156 · 材料导报 B：研究篇 2015年 7月(下)第29卷第 7期 p—O一4型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究 陈建行 ，刘 亮 ，田 红 ，张 航 ，陈斌斌 (1 长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙 410114；2 中南大学能源科学与工程学院，长沙 410083) 摘要 以~-o-4型木质素为研究对象，将密度泛函理论B3LYP／6-31++G(d，p)运用到 Gaussian09中对该木 质素二聚体高温蒸汽气化反应进行分子动力学模拟。研究显示，木质素二聚体高温蒸汽气化初反应 中，R6和R7的 反应焓变较小，分别为 237．9kJ／mol和 225．5kJ／mol，C一C0键和 ~-o-4键较易断开。对于次反应路径，R6-2a和 R7— 4a的焓变较小，分别为一602．3kJ／mol和一606．3kJ／otol，所 以气化 中优先发生R6—2a和 R7—4a反应 。气化反应生成 物是苯酚、乙醇、对羟基苯 甲醇、对羟基苯 甲醛。 关键词 ~-0-4木质素二聚体 密度泛函理论 高温蒸汽气化 分子动力学模拟 中图分类号：O641 文献标识码：A DOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2015．14．034 TheoreticalStudyonM echanism ofHigh—temperatureSteam-assisted Gasificationof ()-4TypeLigninDimer CHEN Jianhang，LIU Liang，TIAN Hong，ZHANGHang ，CHENBinbin (1 SchoolofEnergyandPowerEngineering，ChangshaUniversityofScienceTechnology，Changsha410114； 2 SchoolofEnergyScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083) Abstract ThedensityfunctionaltheoryB3LYP／6—31++G(d，p)wasusedtostudythereactionmechanismof high-temperaturesteam-assisted gasification ofB_o一4 typelignin dimerbasedon quantum chemistry．Theresults showedthattheenthalpychangesofR6andR7intheinitialreactionofligninmodelcompoundwithhightemperature steamare237．9kJ／moland225．5kJ／mol，respectively，whichmeantthatcⅡ一 bondand ()_4bondareeasyto break．Forthesecondaryrectionroutes。thecalculatedR6—2aandR7-4areactionbarriersare一602．3kJ／moland 一 606．3kJ／otol，respectively，whichinferredthepriorityofR6—2aandR7—4apathsinthegasificationprocess．Pro_ ductsviathereactionpathcalculationincludedethanol，phenol，para-hydroxybenzylalcoholandpara-hydroxybenzal— dehyde． Keywords 8_()．4typeligninmodelcompound，densityfunctionaltheory，high-temperaturesteam-assistedgasi— fication，moleculardynamicssimulation