中科大在碳氫化合物低溫氧化研究中取得突破性進展
2010-04-19 來源：中國聚合物網
近日，中國科學技術大學國家同步輻射實驗室齊飛教授研究小組與法國Nancy大學Battin-Leclerc教授研究小組合作，將同步輻射真空紫外光電離質譜技術與射流攪拌反應器結合，模擬發動機的點火過程，在丁烷低溫氧化過程中探測到了多種過氧化物(烷基過氧化物和羰基過氧化物)，如過氧化甲烷、過氧化乙烷、過氧化丁烷、C4羰基過氧化物等，首次在實驗上驗證了碳氫化合物低溫氧化機理中廣泛應用20余年的重要假定。該研究成果已于近期發表在國際著名期刊《德國應用化學》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3169-3172)。
汽車發動機與生活中隨處可見的塑料和化纖制品之間似乎風馬牛不相及，但它們卻都與一種奇妙的化學現象──碳氫化合物的自燃密切相關。自燃是內燃機的主要點火方式之一，也是威脅石油化工中氧化過程安全的罪魁禍首。因此對碳氫化合物低溫氧化機理的認識可以幫助人們揚長避短地利用自燃現象，對于內燃機設計和石油化工安全等實用領域意義重大。
在低于自燃溫度時，碳氫化合物低溫氧化還會出現“冷火焰”(550K左右出現的溫度跳動，量級在數十K，伴隨由甲醛發出的藍光，形似火焰)和“負溫度系數區”(650K左右出現的反應活性隨溫度上升而下降的區域)等奇妙特性。射流攪拌反應器可以模擬自燃溫度前后的工況，是研究碳氫化合物低溫氧化的最佳實驗平臺之一。同步輻射真空紫外光電離質譜技術在射流攪拌反應器中的成功應用是揭示過氧化物存在及其濃度隨溫度變化趨勢的關鍵，將從根本上推動碳氫化合物低溫氧化機理的研究，揭開“星星之火，可以燎原”的秘密，為實用領域提供更加詳細、精確的理論指導。
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（責任編輯：佳）
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