基于ReaxFF分子动力学的不同阶煤分子指标气体生成规律（内蒙古科技大学） 为了获得不同煤阶煤在自然氧化过程中的指标气体生成特征和差异，选择了代表四个煤阶的五个煤样进行研究。建立了煤的分子模型，并使用 ReaxFF 力场进行了分子动力学模拟，结合煤样的加热实验，得出了指标气体 C2H4, C2H2, CO, 和 CO2 的宏观和微观生成规律。研究表明，在煤的自燃过程中，C2H4 和 C2H2 主要取决于脂肪族侧链的数量，而CO和 CO2 主要取决于煤分子中的碳原子。当氧化自燃达到后期阶段时，C2H4, C2H2, 和 CO 转化为 CO2，即燃烧的完全产物。指示气体的初始温度和峰值按煤阶顺序排列。不同指数气体的出现顺序为 CO2, CO, C2H4, 和 C2H2。该研究在确定采空区内适当的氧化诱导自燃指标气体方面起着关键作用，从而为后续制定全面的矿井防火和灭火策略提供了理论依据。 Index gases generation law of different rank coal molecules based on ReaxFF molecular dynamics, Jing Zhang erc., Materials Today Communications, 2024, 40, 109760, DOI: 10.1016/j.mtcomm.2024.109760 矿物油热解过程中多环芳烃形成机理的ReaxFF分子动力学研究（华中科技大学） 通过热解回收废矿物油是一种灵活有效的方法。然而，在此过程中可能会产生具有高毒性的多环芳烃（PAHs）。本研究试图通过 ReaxFF 分子动力学（MD）模拟揭示矿物油热解过程中矿物油的演化过程和多环芳烃的形成机制。此外，还探讨了加热速率（10 K/ps、100 K/ps和1000 K/ps）、温度（2200～3200 K）、矿物油成分（环烷烃和芳烃含量）和大气（CO2）影响多环芳烃形成的原理。 观察到矿物油的两阶段热解演化，第一阶段分解，随后发生聚合反应。高温可以使热分解快速转化为聚合反应阶段。通过跟踪关键中间体/产物和芳香结构的演变，发现氢提取乙烯基自由基加成（HAVA）反应在矿物油热解过程中主导了多环芳烃的形成。此外，碳簇上支链基团的缩聚环化对大分子多环芳烃的形成做出了相当大的贡献。乙烯基自由基加成和缩聚脱氢是矿物油热解过程中多环芳烃形成的两个标志性反应。矿物油中芳烃组分对多环芳烃形成的贡献约为环烷烃组分的 6.5 倍。CO2可以通过中间体/产物的氧化以及随后乙烯基/乙炔加成反应对脱氢的抑制来减少多环芳烃的形成。 […]

添加2,5-二甲基呋喃对正庚烷/异辛烷的碳烟纳米结构演变分析:实验研究与ReaxFF MD模拟（安徽工业大学） 生物燃料作为一种可再生能源，其性质与普通汽油和柴油非常相似。呋喃类生物燃料作为最具代表性的第二代生物燃料具有众多优点，如生产原料主要为纤维素而非粮食以及油料作物，不会与国家粮食保障的规定形成矛盾，并且此类生物燃料与石油的能量密度相当，这样将其与石油燃料混合不会引起发动机性能结构的重大改变。2,5-二甲基呋喃 (DMF) 是一种典型的呋喃类生物燃料，具有许多优点：能量密度与汽油相似、高沸点以及不溶于水等。基于此，本文主要进行DMF对正庚烷/异辛烷的碳烟纳米结构演变研究。 结合层流扩散燃烧实验，本文采用 AMS 软件中 ReaxFF MD方法模拟研究了2,5-二甲基呋喃掺混对正庚烷/异辛烷的碳烟纳米结构演变。 研究表明，随DMF掺混比的增加，正庚烷/异辛烷的层流扩散火焰高度逐渐升高。在高度一致的情况下，采集到的初级碳烟颗粒数量先减小后增加；初级碳烟颗粒的尺寸也随着DMF掺杂比的增大先增大后减小。透射电子显微镜（TEM）分析表明，DMF最初抑制了正庚烷/异辛烷火焰中初级碳烟颗粒产生，随后又促进了其生长。随着DMF掺混比的增加，核壳比先增大后减小，这表明碳烟的成熟度先减小后增大。在ReaxFF MD模拟中，掺混了DMF的正庚烷/异辛烷热解过程分为：燃料在第一阶段分解，在第二阶段发生剧烈反应。碳烟前驱体持续发生反应，分子尺寸不断增大，多环芳烃（PAHs）持续增加。第三阶段，最大分子的含碳原子数缓慢增加，碳烟发展进入成熟阶段，H/C比值缓慢下降。通过ReaxFF MD模拟发现，随着DMF掺混比的增加，碳烟的成熟度呈现先减小后增大的趋势。类石墨烯结构主要集中在H/C比为0.297的区域。 Analysis of the nanostructure evolution of soot in n-heptane/iso-octane with 2,5-dimethylfuran addition: A combined experimental study and ReaxFF MD simulations, W. Dong, R. Hong, Y. Yang, D. Wang, B. Qiu, H. Chu, Combustion and Flame, 2024; 270: 113751. DOI: 10.1016/j.combustflame.2024.113751 基于分子反应动力学对炭-H2O/CO2气化过程中钙物种催化机理的洞察（宁夏大学） 钙在炭气化过程中具有一定的催化作用，并影响气化产物的分布和组成。因此，深入了解钙在气化过程中的反应性质和机理对气化过程具有重要意义。反应力场分子动力学（ReaxFF […]

微量水对C4F7N/CO2/O2混合气体热分解特性的影响机理（湖北工业大学） C4F7N/CO2/O2 三元气体混合物具有优异的环境和绝缘性能，已成为 SF6 最有前景的替代品之一，并在全球电力系统中得到了初步应用。目前，关于设备中 C4F7N/CO2/O2 在微含水量下长期运行的稳定性研究有限。本研究使用 ReaxFF 力场进行反应分子动力学模拟，在微观水平上研究水（高达 2%）对 C4F7N/CO2/O2 热分解特性的影响。此外，还进行了 C4F7N/CO2/O2 在不同微水浓度下的热分解实验，以分析分解产物与微水含量之间的关系。 当微水浓度低于 1.6% 时，H2O 促进 O 自由基的产生，增加 C4F7N 的分解。然而，随着 H2O 浓度的进一步增加，大量产生的 OH 自由基消耗 O 自由基，抑制 C4F7N 的主要分解反应。实验结果表明，气体混合物的主要热分解产物是CF4、C3F8、C3F6、C2F6 和 CHF3。本研究的结果，为提高 C4F7N/CO2/O2 绝缘设备在长期工程应用中的可靠性提供了理论支持和技术基础。 Mechanism of the Effect of Micro-Water on the Thermal Decomposition Characteristics of C4F7N/CO2/O2 Gas Mixture, F. Ye et al., IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical […]