纤维素热解过程的分子动力学模拟

发布时间：2022-04-28 23:34

　　本文利用PM3方法对生物质主要组分纤维素进行了结构优化并得到了一系列的结构参数。对不同力场下,聚合度为9的纤维素单链热分解进行了分子动力学方法模拟研究,得到不同力场下的模拟过程中参数。通过与相关生物质热解实验结果对比,利用Amber力场模拟得到的结果与实验值吻合较好。基于Amber力场并结合量子力学对纤维素单元热解过程进行了研究,模拟得到纤维素单元分子链在加热过程中的主要分解温度范围、断键顺序以及一次热解的基团,并对一次产物进行了分析。 

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【部分图文】：

聚合度n=9的纤维素模烈

随着温度的升高，系统总能量不断增加。而在定温模拟阶段(t>100Ps)，温度不再变化，总能量也趋于稳定。在图2中可以看出在模拟初期总能量有短暂的急速下降到最低的过程，此为系统在优化后到开始加热模拟前的能量调整，调整波动范围从大到小为:Eo>Ec>甄>Ea，OPLS力场调整的范围最大(表2)，加热过程总能量从大到小为:Ec、>Ea。>几二>Eop.工/ouJ二、卜朗﹄。u山杂一鲁)，叨(:。，::。，::。)(3)

键角弯转能饰和二面角扭转能叽逐渐增加，但是山J:在范德华力队i。’歹静电从，的共同作用下，没有出现化学键的断裂。如图4，此过程中各原子振动慢慢加剧，直链不断弯曲，并由两端向中间蜷曲，逐渐成螺旋形。纤维素分子链断裂形成很多基团。在升温初期阶段(375、70()K)中得至IJ的短链基团有:(一()H)，(一CO一)，(一CHOH一CHOH一).(一CHOH一CI{2一(’HZ一)，(一CHZOH)，(一CH:，)


本文编号：3649757