纖維素?zé)峤膺^程的分子動力學(xué)模擬.pdf

1、生物質(zhì)能的開發(fā)應(yīng)用是當(dāng)今新能源、緩解環(huán)境壓力的焦點。生物質(zhì)能技術(shù)的研究已成為世界重大熱門課題之一。
　　生物質(zhì)主要成分是纖維素，占生物質(zhì)總量的40％~96%。纖維素是由D-葡萄糖通過(1-4)-糖苷鍵相連形成的高分子聚合物。本文從微觀角度出發(fā)，對生物質(zhì)主要成分纖維素?zé)峤膺^程進行分子動力學(xué)模擬，進一步探索生物質(zhì)熱解過程中的深層機理。
　　本文采用基于MNDO模型的MNDO-PM3半經(jīng)驗方法計算。優(yōu)化采用Polak-Ribier

2、e共扼梯度算法，RMS(梯度均方根誤差)設(shè)定為0.042kJ/mol。優(yōu)化得到了一系列的纖維素分子結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　本文首先利用分子動力學(xué)方法在不同力場（MM+，Amber，Charmm，OPLS）下對纖維素單鏈進行了模擬，得到不同立場下的模擬過程中的能量變化、分解溫度、斷裂基團，Amber力場所得結(jié)果與實驗值吻合較好。
　　基于AMBER力場模擬了纖維素的熱解過程。熱解過程分為四個階段：低溫加熱階段、中溫斷鍵階段、高溫裂解階

3、段、殘余物分解階段，闡述了熱解的各個階段形態(tài)以及分解情況。并從斷鍵機理出發(fā)分析了纖維素?zé)峤猱a(chǎn)物生成原理及其分布情況。分解總是從分子能量最低的地方開始，纖維素的一個單元內(nèi)，最先斷裂的是環(huán)上的羥基(-OH)和支鏈上的羥基(-OH)，接著環(huán)開始斷開。從纖維素分子的整條鏈來看，分子鏈總是從兩端競爭分解，并向中間逐次推進。內(nèi)部單元的羥基(-OH)斷裂會比兩端開環(huán)更早。根據(jù)斷鍵順序可獲得了纖維素分子的失重情況。
　　纖維素?zé)峤膺^程受到很多因素