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生物质热解机理的分子模拟
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生物质热解机理的分子模拟

作者：黄金保
出版社：北京航空航天大学出版社出版时间：2020-05-01
开本： 24cm 页数： 204页
本类榜单：自然科学销量榜
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生物质热解机理的分子模拟 版权信息

生物质热解机理的分子模拟 内容简介

本书介绍了生物质热解机理的分子模拟理论研究成果。全书采用分子模拟计算方法, 从分子水平上对纤维素、木质素和半纤维素的各种模型化合物的热解过程、主要产物的形成机理等进行了分析、讲解, 以期为生物质热解技术的开发、应用提供理论指导等内容。

生物质热解机理的分子模拟 目录

第1章绪论1

1.1世界能源现状及发展趋势1

1.2生物质能的定义及特点2

1.3生物质能开发利用的意义4

1.4生物质能开发利用技术5

1.4.1直接燃烧技术6

1.4.2热化学转换技术7

1.4.3生物化学转换技术8

1.5生物质能开发利用现状9

1.5.1国外生物质能利用现状9

1.5.2我国生物质能源利用现状10

1.6生物质热解机理研究现状及存在的问题12

第2章分子模拟基本理论简介18

2.1分子动力学模拟19

2.1.1基本原理19

2.1.2常用力场21

2.1.3周期性边界条件24

2.1.4统计系综24

2.1.5分子动力学模拟在热解机理研究中的应用25

2.2量子化学计算方法27

2.2.1从头计算法27

2.2.2半经验计算方法28

2.2.3密度泛函理论方法29

2.2.4量子化学计算在反应机理研究中的应用30

2.2.5Gaussion 09软件简介31

第3章纤维素热解机理的分子动力学模拟32

3.1引言32

3.2模拟计算方法33

3.3纤维素分子优化结构33

3.4纤维素热解过程中的能量变化35

3.5纤维素热解过程中分子键的断裂35

3.6纤维素热解产物形成机理分析37

3.7小结40

第4章纤维素热解初期的脱水机理41

4.1引言41

4.2模型化合物丙三醇脱水反应路径设计41

4.3计算方法42

4.4丙三醇热解反应物、产物、中间体和过渡态的优化几何构型43

4.5各反应路径的热力学分析45

4.6各反应路径的动力学分析47

4.7小结49

第5章纤维素热解中左旋葡聚糖的形成机理51

5.1引言51

5.2计算方法51

5.3纤维二糖热解反应路径的设计52

5.4反应物、中间体、产物和过渡态的优化几何构型53

5.5反应物各键的 Mulliken 重叠布居数55

5.6反应过程中的能量变化55

5.7氢离子H+对反应的影响56

5.8反应过程的热力学分析57

5.9小结57

第6章纤维素单体的热解反应机理59

6.1引言59

6.2吡喃葡萄糖热解反应路径设计59

6.3吡喃葡萄糖热解反应物、过渡态和产物的优化几何构型60

6.4各反应路径的热力学分析64

6.5各反应路径的动力学分析65

6.6小结69

第7章纤维素热解过程中CO、CO2的形成机理70

7.1引言70

7.2模型化合物丁醇醛和丁醇酸热解反应路径设计70

7.3反应物、中间体、产物和过渡态的优化几何构型71

7.4各反应路径的能垒分析74

7.5各反应路径的热力学分析76

7.6小结77

第8章左旋葡聚糖的二次热解机理78

8.1引言78

8.2左旋葡聚糖热解反应路径设计78

8.3反应物、中间体、产物和过渡态的优化几何构型80

8.4各反应路径的能垒变化分析83

8.5各反应路径的热力学分析89

8.6小结90

第9章木质素热解机理的分子动力学模拟91

9.1引言91

9.2模拟计算方法92

9.3木质素分子优化结构92

9.4木质素热解过程中的能量变化93

9.5木质素热解过程中分子键的断裂94

9.6木质素热解产物形成机理分析96

9.7小结98

第10章木质素模化物紫丁香酚的热解机理99

10.1引言99

10.2计算方法99

10.3紫丁香酚的键离解能分析100

10.4紫丁香酚热解产物形成机理分析101

10.5小结108

第11章木质素模化物键离解能的理论计算110

11.1引言110

11.2计算方法110

11.3CO键的键离解能111

11.4CC键的键离解能114

11.5键离解能和键长的相关性117

11.6小结118

第12章βO4型木质素二聚体模化物的热解机理120

12.1引言120

12.2计算方法120

12.3木质素二聚体的热解机理121

12.3.1CβO键均裂的后续反应121

12.3.2CαCβ键均裂的后续反应125

12.3.3协同消除反应128

12.4愈创木酚二次热解反应机理130

12.5温度对热解机理的影响133

12.6小结134

第13章αO4型木质素二聚体模化物的热解机理136

13.1引言136

13.2αO4型二聚体的键离解能分析136

13.3αO4型二聚体的热解机理分析137

13.3.1CαO键断裂的后续反应137

13.3.2O CH3键断裂的后续反应141

13.3.3CαCβ键断裂的后续反应142

13.4碱性金属离子对二聚体键离解能的影响145

13.5小结146

第14章β1型木质素二聚体模化物的热解机理147

14.1引言147

14.2β1型二聚体的键离解能分析147

14.3β1型二聚体的热解机理分析148

14.3.1CαCβ键均裂的后续反应148

14.3.2CβCγ键均裂的后续反应151

14.3.3协同消除反应152

14.4温度对热解机理的影响154

14.5小结155

第15章木质素热解过程中CO、CO2和CH4的形成机理156

15.1引言156

15.2CO的形成机理分析156

15.3CO2的形成机理分析161

15.4CH4的形成机理分析164

15.5温度对热解反应的影响165

15.6小结166

第16章O乙酰基吡喃木糖的热解反应机理167

16.1引言167

16.2计算方法167

16.3O乙酰基吡喃木糖热解反应机理分析168

16.4小结175

第17章4O甲基葡萄糖醛酸的热解机理176

17.1引言176

17.2计算方法177

17.34O甲基葡萄糖醛酸热解反应机理分析177

17.4小结187

参 考 文 献189

参考文献/213


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生物质热解机理的分子模拟 作者简介

黄金保 教授，工学博士，硕士生导师，。主要从事新能源开发利用、计算物理及分子模拟等方向的研究，主持国家自然科学基金项目1项（结题为优）、省部级项目4项，主研和参与国家自然科学基金项目和省部级项目多项; 在Energy, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Waste Management, Journal of the Energy Institute, Chemical Physics Letters, Computational and Theoretical Chemistry, 化学学报和燃料化学学报等国内外核心期刊发表论文60余篇，被SCI/EI收录40余篇，SCI它引200余次; 2015年获第十三届贵州省青年科技奖; 国家自然科学基金项目通讯评审专家，“Journal of Analytical and Applied Pyrolysis”、“Energy & Fuel”和“燃料化学学报”等期刊评审人。

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