胺类燃烧动力学：NH2自由基引发伯胺氢原子抽提反应的机制探索

本文聚焦胺类（amines）燃烧化学，通过理论计算（QCISD(T)/CBS//M06–2X）系统研究了NH2自由基对C1–C5伯胺的50条氢原子抽提（HAA）反应通道，揭示了α位C–H键因超共轭效应导致的低能垒特性，填补了含氮生物质燃烧机制中关键动力学参数的空白。

　　

Highlight

本研究聚焦胺类（生物质关键含氮组分）的燃烧化学，NH₂自由基作为热力NO_x形成的关键中间体，其与胺类的交叉反应机制尚未明确。通过高精度理论计算，首次建立了C₁–C₅伯胺的50条反应通道动力学数据库。

Potential Energy Surfaces

12种胺类在α/β/γ/δ位的氢原子抽提反应能垒呈现"伯碳>仲碳>叔碳"规律，其中α位C–H键因NH₂超共轭效应使能垒降低35%以上，反应速率常数较其他位点高2-3个数量级。

Conclusion

研究量化了不同碳位点（p/s/t）的速率常数差异，发现NH₂对胺类α位抽提的速率常数比烷烃/醇类高10²倍，为生物质燃烧模型提供了关键动力学参数。

Novelty and Significance Statement

突破性地揭示了NH₂自由基与胺类反应的位点选择性机制，其建立的"速率规则"可拓展至更复杂含氮燃料体系，对控制燃烧污染物（如NO_x）具有重要指导意义。