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过氧烷基自由基分子内氢迁移反应类速率常数的计算被引量：2: 2015年; 过氧烷基自由基分子内氢迁移是低温燃烧反应中的一类重要基元反应.本文用等键反应方法计算了该类反应的动力学参数.所有反应物、过渡态、产物的几何结构均在B3LYP/6-311+G(d,p)水平下优化得到.本文提出了用过渡态反应中心几何结构守恒作为反应类判据,并将该分子内氢迁移反应分为四类,包括(1,3)、(1,4)、(1,5)、(1,n)(n=6,7,8)氢迁移类.分别将这4类反应类中最小反应体系作为类反应的主反应,并分别在B3LYP/6-311+G(d,p)低水平和CBS-QB3高水平下得到其近似能垒和精确能垒.其余氢迁移反应作为目标反应,在B3LYP/6-311+G(d,p)低水下计算得到其近似能垒,再采用等键反应方法校正得到目标反应的精确反应势垒和精确速率常数.研究表明,采用等键反应方法只需在低水平用从头算计算就可以得到大分子反应体系的高精度能垒和速率常数值,且本文按等键反应本质的分类方法更能揭示反应类的本质,并对反应类的定义给出了客观标准.本文的研究为碳氢化合物低温燃烧模拟中重要的过氧烷基分子内氢迁移反应提供了准确的动力学参数.; 李尚俊谈宁馨姚倩李泽荣李象远; 关键词：反应势垒速率常数

烷基过氧化氢中氢提取反应类大分子体系的反应能垒与速率常数的精确计算被引量：4: 2018年; 自由基与分子反应是一类具有负活化能的非基元反应,通常认为是通过反应复合物的两步过程,在大气化学和碳氢燃料燃烧机理中广泛存在,且在理论计算和实验上广泛研究.以碳氢燃料燃烧机理中重要反应类羟基自由基提取烷基过氧化氢α位氢的反应为研究对象,通过量化计算揭示其反应规律,计算得到其精确动力学参数.在所研究反应类中,定义第一步反应复合物的生成反应的标准摩尔吉布斯自由能变化等于零时所对应的温度为其转折温度Tc,并表明了当T>>Tc时可采用稳态近似法处理该类反应体系,得到总包反应速率常数.所有反应涉及的物种几何结构优化和频率分析均在BHand HLYP/6-311G(d,p)水平下得到,并在所研究反应类中选取了5个代表反应,通过CCSD(T)/CBS单点能计算,得到其最高转折温度为195.17 K,远远低于碳氢燃料燃烧模拟通常关注温度范围的最低温度650 K,表明用稳态近似法处理该类负活化能反应体系是合理的.计算还表明,该类反应的过渡态反应中心几何结构守恒,因此可将等键反应方法引入类反应,通过对低水平从头算得到的反应能垒进行校正,以得到高精度的结果.为了验证等键反应方法的可靠性,选取5个反应作为研究对象,将低水平BHand HLYP/6-311G(d,p)的校正结果和高水平CCSD(T)/CBS直接计算的结果进行比较,反应能垒最大绝对偏差由校正前的19.99 k J·mol-1降到校正后的1.47 k J·mol-1,表明用等键反应方法,只需在低水平从头算水平下就可以得到高水平的计算结果,从而可解决大分子体系精确动力学参数缺乏的问题.利用等键反应方法计算了20个反应的反应能垒,并结合过渡态理论计算得到了总包反应的速率常数,并揭示了该类反应只在低温段呈现负活化能关系.; 陈芳芳孙晓慧姚倩李泽荣王静波李象远; 关键词：速率常数

碳氢化合物燃烧中间体Lennard-Jones系数的计算被引量：3: 2016年; 在已有的基团贡献法公式的基础上,提出了一种新的基团贡献法公式,并通过拟合250种化合物(包括185种稳定化合物临界性质的实验值和65种自由基临界性质的计算值)的临界性质得到了40种基团的贡献值,并用于预测未知化合物的临界性质.选取了训练集以外的、有临界性质实验值的30种化合物作为独立测试集,用于验证所建模型对临界性质的预测能力,T_C和P_C平均绝对偏差分别为8.52%和16.83%.结果表明,预测结果和实验值相吻合,该模型可以用于大分子化合物及自由基的临界性质预测.根据临界性质与Lennard-Jones(L-J)系数的经验关系式,预测了碳氢化合物燃烧中间体的L-J系数,得到独立测试集46种碳氢化合物的L-J系数,与文献值接近,T_C和P_C的平均绝对偏差分别为9.88%和9.96%.比较了训练集中烷烃自由基·C_6H_(13)、烯烃自由基·C_5H_9和炔烃自由基·C_5H_7同分异构体的L-J系数,同时,将己烷自由基·C_6H_(13)与相似的邻近烷烃C_6H_(14)的L-J系数进行比较,发现同分异构体之间或相似化合物之间L-J系数有较大偏差.此外,对缺少L-J系数的114种常见碳氢化合物自由基进行了预测.这对于碳氢化合物的燃烧模拟及基元反应中压强相关的速率常数计算有重要意义.; 孙彦锦姚倩李泽荣李娟琴李象远; 关键词：基团贡献法自由基

烷基自由基β位裂解反应类反应势垒与速率常数的精确计算被引量：5: 2012年; 提出反应类等键方法并用于高温燃烧机理中一类重要反应——烷基自由基β位裂解反应的反应势垒和速率常数的精确校正计算.通过10种不同从头算水平对类反应中5个代表反应的反应势垒的计算发现,用反应类等键反应方法和直接从头算方法获得的5个代表反应的反应势垒最大绝对偏差的平均值分别为5.32和16.16kJ·mol-1,表明反应类等键反应方法计算的反应势垒对不同水平从头算方法的依赖性小,可在较低从头算水平计算得到精确的反应势垒,解决大分子体系反应势垒的精确计算问题.此外应用反应类等键反应方法在BHandHLYP/cc-pVDZ从头算水平计算了3个代表反应的速率常数,并与文献报道的实验值进行了比较,其在500-2000K温度区间内计算速率常数与实验速率常数中较大值与较小值的比值kmax/kmin的平均值为1.67,最大值也仅有2.49.表明应用反应类等键反应方法在较低从头算水平即可对同类反应的速率常数进行精确计算.最后在BHandHLYP/cc-pVDZ从头算水平用反应类等键反应方法计算了13个烷基自由基β位裂解反应的速率常数.; 汪必耀谈宁馨姚倩李泽荣李象远; 关键词：反应势垒速率常数

烷烃与氢过氧自由基氢提取反应类反应能垒与速率常数的精确计算被引量：2: 2017年; 氢过氧自由基从烷烃分子中提取氢的反应是碳氢燃料中低温燃烧化学中非常重要的一类反应。本文用等键反应方法计算了这一类反应的动力学参数。所有反应物、过渡态、产物的几何结构均在HF/6-31+G(d)水平下优化得到。以反应中的过渡态反应中心的几何结构守恒为判据,该反应类可用等键反应处理。本文选取了乙烷和氢过氧自由基的氢提取反应为参考反应,其它反应作为目标反应,用等键反应方法对目标反应在HF/6-31+G(d)水平的近似能垒和反应速率常数进行了校正。为了验证方法的可靠性,选取C5以下的烷烃分子体系,对等键反应方法校正结果和高精度CCSD(T)/CBS直接计算结果进行了比较,最大绝对误差为5.58k J?mol^(-1),因此,采用等键反应方法只需用低水平HF从头算方法就可以再现高精度CCSD(T)/CBS计算结果,从而解决了该反应类中大分子体系的能垒的精确计算。本文的研究为碳氢化合物中低温燃烧模拟中重要的烷烃与氢过氧自由基氢提取反应提供了准确的动力学参数。; 姚倩彭莉娟李泽荣李象远; 关键词：速率常数

RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟被引量：6: 2017年; 本文采用ReaxFF反应分子动力学方法,研究了RDX及其衍生物晶体在高温条件下(2000、2500和3000 K)的热分解机理以及主要产物随时间的变化情况。结果表明:RDX及其衍生物晶体热解的第一步反应均为N―NO_2键断裂生成NO_2分子,随后反应由于六元环上和侧链基团的不同导致侧链脱除或开环反应的顺序不同。在这四种单胞体系热解中,NO_2和NO分子为共同的中间产物,形成之后迅速发生次级反应并最终生成N_2。各体系热解终产物一致,均为N_2、H_2O和CO_2,其中N_2分子数最多,大于20个。由于原始分子结构和组成中C/N比、H/O比的不同,各体系热解后H_2O和CO_2分子数目相差较大。不同温度下,各单胞体系热分解生成的最大含碳团簇中C原子数均较小。在进一步超胞体系的模拟中,RDX和RDX-D2体系生成的含碳团簇中C原子数分别达到约30和16个,远高于单胞模拟,且受温度影响较大;而RDX-D1和RDX-D3单胞或超胞模拟结果相近,均未生成含碳团簇,仅存在小分子含碳碎片。因此,初始分子的结构和元素比对含碳团簇的生成有明显影响。; 彭莉娟姚倩王静波李泽荣朱权李象远; 关键词：REAXFF

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姚倩

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