生物柴油氧化对醛类排放特性的影响机制：实验与模拟研究的深度解析

本文通过本生灯实验结合Chemkin和Gaussian模拟，系统研究了氧化前后生物柴油燃烧过程中醛类排放的浓度变化与形成机制。研究发现，随着氧化时间延长，醛浓度呈现先降后升再降的趋势，其中甲醛和乙醛在8小时氧化后分别激增120.2%和188.3%。关键机制在于氧化产物（如甲基α-桐酸酯）的低键解离能（BDE）促进醛中间体（CH3O等）生成，而双键的吸电子效应加速了H提取和β分解反应。该研究为清洁能源技术开发提供了重要理论依据。

　　

Highlight

本研究通过实验与模拟揭示了生物柴油氧化对醛类排放的动态影响：醛浓度随氧化时间呈"V型"变化，8小时氧化后甲醛和乙醛分别暴增120.2%和188.3%。氧化产物甲基α-桐酸酯（MAE）的BDE低至315.67 kJ/mol，其双键的"电子抽提三重效应"显著降低了醛类生成能垒。

Biodiesel composition before and after oxidation

GC-MS分析显示：原始生物柴油（OBD）主要含饱和脂肪酸甲酯（FAME）。氧化12小时后，饱和组分MPA和MSTEA含量分别增长16.2%和15.9%，而多不饱和组分MLOE锐减82.4%。这种组分变化直接影响了燃烧过程中CH₂CHO等醛前体的生成路径。

Conclusions

1. 1.

   氧化过程中醛排放呈现"降-升-降"三阶段特征，峰值出现在8小时；

2. 2.

   短碳链氧化产物加速燃烧，使醛峰提前出现；

3. 3.

   酯基和C=C键附近是BDE最低的"醛类热点区域"；

4. 4.

   双键的共振效应使醛排放最高增加183.2%。这些发现为调控生物柴油氧化工艺提供了分子层面的指导。