通过ReaxFF-MD模拟,用氧化剂对 styrene-butadiene进行水热气化的评估
1Institute of Thermal Engineering, School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; Beijing Key Laboratory of Flow and Heat Transfer of Phase Changing in Micro and Small Scale, Beijing 100044, China.
styrene-butadiene (SBR) 的水热气化利用过氧化 (H2O2) 等氧化剂进行了优化,以增强降解和用于轮胎回收的气生产.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- styrene-butadiene (SBR) 是轮胎的关键组成部分,这给废弃和回收带来了重大挑战.
- 水热气化是一种回收废轮胎的潜在方法,但其效率需要改进.
研究的目的:
- 为了阐明在SBR水热气化过程中环的环开反应路径.
- 研究氧化剂在增强SBR降解和生产中的作用.
- 为了确定SBR利用水热气化回收的最佳条件.
主要方法:
- 用反应力场分子动力学 (ReaxFF-MD) 模拟来建模气化过程.
- 对反应途径的分析,重点是基 (OH) 基对H的抽象.
- 化学平衡分析以确定最佳的氧化剂等效比率 (ER).
主要成果:
- 在SBR降解过程中,由OH激素从 styrene 单体的乙烯基组中提取 H 的作用至关重要.
- 与氧气 (O2) 或纯水相比,过氧化 (H2O2) 对OH基形成的能量屏障较低.
- 添加氧化剂降低了降解温度,在ER值为0.1时,增加了75%的H2产量,并确定了H2生产的最佳ER值为0.4.
结论:
- 氧化剂,特别是H2O2,在水热气化中显著增强了SBR降解和产量.
- 这项研究为使用氧化剂改善废回收过程提供了理论支持.
- 为了在特定温度范围内最大限度地生产气,确定了最佳的ER值.
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