3,4-二甲基己烷热解实验与动力学模拟研究：甲基侧链位置对二甲基己烷热解的影响机制

本文通过射流搅拌反应器（JSR）在800-1200 K温度范围内研究了3,4-二甲基己烷（C8H18-34）的热解特性，结合同步辐射真空紫外光电离质谱（SVUV-PIMS）鉴定20余种产物，构建了详细动力学模型。研究发现甲基侧链位置显著影响C2-C4物种分布，为费托（F-T）柴油理想分子结构设计提供理论依据。

　　

Highlight

费托（F-T）柴油作为应对能源危机与环境污染的清洁替代能源，其关键组分二甲基己烷的甲基侧链位置会显著影响燃烧性能。本研究首次通过实验与理论模拟揭示了3,4-二甲基己烷（C₈H₁₈-34）的热解机制。

Experimental section

实验在中国科学技术大学国家同步辐射实验室完成，采用射流搅拌反应器（JSR）在1 atm压力下进行热解，通过高压泵（Longer LSP01-2A）精确控制样品进样，同步辐射真空紫外光电离质谱（SVUV-PIMS）实时捕捉C₂H₂、C₆H₆等20余种产物。

Kinetic Modeling

基于Sarathy的2-甲基庚烷机制和Yuan的甲苯机制构建动力学模型，关键反应参数通过类比确定。热力学数据采用Benson基团贡献法计算，分子结构通过Gaussian软件优化。

Results and Discussion

在1000 K时，C₈H₁₈-34主要通过C(3)-C(3’)键断裂生成2-丁基自由基，或经H-提取反应转化为3,4-二甲基己-3-基自由基。与正辛烷（n-C₈H₁₈）相比，甲基侧链使热解活性提升但位置差异对C₂-C₄产物分布影响显著。

Conclusion

本研究填补了二甲基取代烷烃热解机制的空白，证实甲基侧链位置是调控F-T柴油燃烧特性的关键因素，为清洁燃料分子设计提供了新视角。