Initial reaction mechanisms of cellulose pyrolysis revealed by ReaxFF molecular dynamics

雷亚克夫 左旋葡糖 纤维素 热解 分子动力学 化学 乙醇醛 反应机理 化学工程 计算化学 有机化学 催化作用 工程类 原子间势 气溶胶 生物质燃烧
作者
Mo Zheng,Ze Wang,Xiaoxia Li,Xianjie Qiao,Wenli Song,Guo Li
出处
期刊:Fuel [Elsevier BV]
卷期号:177: 130-141 被引量:303
标识
DOI:10.1016/j.fuel.2016.03.008
摘要

Mechanism investigation of cellulose pyrolysis is remarkably useful for efficient utilization of biomass. In this paper, a new methodology rooted in the first GPU enabled ReaxFF MD simulation program (GMD-Reax) and the unique cheminformatics based reaction analysis tool (VARxMD) was employed to investigate the initial reaction mechanism of cellulose pyrolysis. Both the overall spectrum product evolution and underlying detailed chemical reactions of cellulose pyrolysis have been revealed. A reaction scheme of cellulose pyrolysis with detailed reaction pathways for major pyrolyzates has been obtained that is not readily accessible by experiments. The simulated evolution tendencies of the major pyrolysis products (glycolaldehyde, levoglucosan and water) with temperature at 500–1400 K agrees well with the Py-GC/MS experimental observations at 673–1073 K. Compared with the large temperature discrepancy imposed by the widely used simulation strategy of artificially increased temperature in ReaxFF MD, the very close temperature range between the simulations and experiments suggests that cellulose is a good model system to validate the ReaxFF force field in predicting the behavior and chemistry events in pyrolysis of complex molecular systems. The computational approach of large model simulation facilitated by efficient computation of GMD-Reax, and chemical reaction analysis capability of VARxMD can shed new light on the detailed chemical mechanisms of pyrolysis for cellulose and other biomass.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
冷漠的布丁完成签到,获得积分10
2秒前
bluelala发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
梦清发布了新的文献求助10
3秒前
饶凯旋完成签到,获得积分10
4秒前
小透明应助初景采纳,获得100
4秒前
初景应助sitan采纳,获得20
6秒前
科研通AI6.2应助高高谷槐采纳,获得10
7秒前
科研通AI6.3应助高高谷槐采纳,获得10
7秒前
ThomsonLi6发布了新的文献求助10
8秒前
研友_gnv61n完成签到,获得积分0
8秒前
LZL完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
奥特曼发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
希望天下0贩的0应助JC采纳,获得10
13秒前
dodo发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
王亚茹完成签到,获得积分20
14秒前
polarisier完成签到,获得积分10
15秒前
叶子发布了新的文献求助10
16秒前
布洛芬发布了新的文献求助10
17秒前
丘比特应助痴情的丹珍采纳,获得10
18秒前
19秒前
piupiu完成签到,获得积分10
19秒前
武林小鸟发布了新的文献求助10
20秒前
wwl完成签到,获得积分10
22秒前
ssj完成签到,获得积分10
23秒前
星辰大海应助Alien采纳,获得10
23秒前
23秒前
久睡成瘾发布了新的文献求助10
24秒前
航哥完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
ssj发布了新的文献求助10
25秒前
27秒前
苗条的唇彩完成签到,获得积分20
27秒前
谦让成协完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
CLSI M27M44S Performance Standards for Antifungal Susceptibility Testing of Yeasts Fourth Edition 400
Python for Chemists 400
Analytical Separation Science 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7116479
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8769535
关于积分的说明 18544754
捐赠科研通 6688152
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3146268
关于科研通互助平台的介绍 2263497
邀请新用户注册赠送积分活动 2120878