Thứ hai, 25/11/2019 00:17
Số 11 năm 20191 - 6Download

Nghiên cứu cơ chế phản ứng nhiệt phân của gốc tự do furyl bằng phương pháp tính toán lượng tử

Nguyễn Thùy Dung Thi1 , Mai Văn Thanh Tâm2, 3, Huỳnh Kim Lâm1*

1 Khoa Công nghệ sinh học, Trường Đại học Quốc tế, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

2 Viện Khoa học và Công nghệ Tính toán TP Hồ Chí Minh

3 Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

Ngày nhận bài: 18/07/2019; ngày chuyển phản biện: 22/07/2019; ngày nhận phản biện: 22/09/2019; ngày chấp nhận đăng: 01/10/2019

Tóm tắt:

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng phương pháp tính toán tổ hợp có độ chính xác cao CBS-QB3 để xây dựng cơ chế phản ứng nhiệt phân các gốc tự do của furan - thành phần quan trọng trong quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ hai từ lignocellulose/lignoxenluloza. Cơ chế phản ứng được làm rõ như sau: (i) Sự chuyển hóa giữa 2-furyl  3-furyl không thuận lợi do rào cản năng lượng lớn (63,9 kcal∙mol-1 ở 0 K); (ii) 2-furyl có thể bị nhiệt phân thành 3 kênh sản phẩm với thứ tự thuận lợi về mặt nhiệt động là C2 H2 & •HC=C=O (P1) > CO & c-C3 H3 • (P2) > CO & HC≡C‒CH2 • (P3); (iii) 3-furyl chỉ nhiệt phân theo duy nhất một kênh sản phẩm P3. Các giá trị tính toán của các thông số nhiệt động học (ví dụ như nhiệt tạo thành, entropy, nhiệt dung riêng) trong khoảng nhiệt độ từ 298 đến 2.000 K cho thấy sự tương đồng với các số liệu đã được công bố rời rạc trước đó. Do đó, các kết quả tính toán về cơ chế và nhiệt động học có thể được sử dụng cho các nghiên cứu sâu hơn về mô hình hóa và mô phỏng động học các hệ phản ứng liên quan đến gốc tự do furyl cũng như công nghệ chuyển hóa lignocellulose/lignoxenluloza

Từ khóa:

gốc tự do furyl, lignocellulose, năng lượng sinh học, nhiệt phân

Chỉ số phân loại:
1.4

A theoretical study on reaction mechanism of thermal decomposition of furyl radicals

Thi D.T. Nguyen1 , Tam V.-T. Mai2, 3,Lam K. Huynh1*

1 School of Biotechnology, International University, Vietnam National University, Ho Chi Minh city

2 Institute for Computational Science and Technology, Ho Chi Minh city

3 Faculty of Chemistry, University of Science, Vietnam National University, Ho Chi Minh city

Received: 18 July 2019; accepted: 1 October 2019

Abstract:

This study presents the reaction mechanism of furyl decomposition, which plays an important role in the production of the second-generation biofuels from lignocellulosic feedstock. The reaction mechanism was explored using the highly accurate ab initio composite method CBS-QB3. It was found that (i) the conversion of 2-furyl  3-furyl was unfavorable due to its high energy barrier (63.9 kcal∙mol-1 at 0 K); (ii) 2-furyl could be decomposed in to three product channels in the increasing thermodynamically favorable order as C2 H2 & •HC=C=O (P1) > CO & c-C3 H3 • (P2) > CO & HC≡C‒CH2 • (P3); and (iii) 3-furyl only decomposed to P3 products. The calculated thermodynamic properties (such as heat of formation, entropy, heat capacity) for the temperature range of 298-2,000 K were in good agreement with the limited and scattered literature data; therefore, the calculated data could be used for further study in modelling and simulation of furyl-related system as well as the lignocellulosic bioconversion technology

Keywords:

biofuel, furyl radical, lignocellulose, thermal decomposition

Classification number:
1.4
Lượt dowload: 563 Lượt xem: 1393

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)