生物质不仅是一种丰富的原料,而且是自然界中唯一的可再生碳源,近年来受到了广泛的关注。通过生物质热分解转化得到的生物油更被认为是液体运输燃料的替代品。一方面呋喃作为生物油中的最基本的组分,另一方面热解是燃烧过程中不可缺少的阶段,因此研究呋喃化合物的热解机理具有重要意义。
近日本课题组利用同步辐射真空紫外电离质谱(SVUV-PIMS)研究了在30 Torr下糠醛在流管反应器中的热分解。通过扫描光电离效率谱(PIE)鉴定了20多种热解产物,其中包括活泼的自由基、稳定的含氧化合物和碳氢化合物。同时也观察到重要的初级产物乙烯基烯酮(CH2=CH-CH=C=O)。结合CBS-QB3的理论计算方法,研究了糠醛热解过程中出现的氢原子加成和氢原子提取。除单分子解离外,氢加成后再开环也可生成乙烯基烯酮。
图1. 1273 K、30 Torr下 m/z = 15, 39, 28, 40, 42, 54, 68, and 96 的PIE谱图
图2. 糠醛通过氢加成反应的势能面,方法是CBS//M06-2X/cc-pVTZ
该研究工作得到了科技部、基金委和中科院合肥大科学中心的支持。
论文链接:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpca.8b06261