在800-1200 K温度范围内，苯基自由基（C6H5, X2A1）与乙炔（C2H2, X1Σg+）反应的产物

苯基自由基与乙炔在脉冲高温微反应器中反应，通过VUV PI Re-TOF-MS检测到C2H2+、C6H5+、C6H5C2H等产物，CFD模拟显示背压（100-600 Torr）影响气体流速状态，高温（1200K）下苯基乙炔占主导（91%），低温高压（800K,300 Torr）萘（53%）形成较多，验证HACA机制主导作用。

　　

摘要

本研究采用脉冲流高温微反应器与真空紫外光电离（VUV PI）反射飞行质谱（Re-TOF-MS）联用技术，研究了苯基自由基（C₆H₅）与乙炔（C₂H₂）反应的关键产物生成途径的分支比，重点探讨了在800–1200 K温度范围内“氢提取-乙炔加成”（HACA）机制的作用。记录并分析了m/z = 26（C₂H₂⁺）、30（NO⁺）、52（C₄H₄⁺）、77（C₆H₅⁺）、78（C₆H₆⁺）、102（C₆H₅C₂H⁺）、103（C₆H₅C₂H_{2⁺）、107（C6H5NO⁺）、128（C10H8⁺）和154（C12H10⁺）离子的随时间变化谱线。通过离子信号的时间分布以及瞬态模式下的计算流体动力学（CFD）模拟，确定了分子束中与阀门开启时间相对应的区域。当喷嘴前背压（p）为100 Torr时，微反应器管轴方向的气流速度为亚音速；而当背压大于或等于300 Torr时，气流速度为超音速。主要研究结果表明：在1200 K时，苯基乙炔（C6H5C2H）是主要产物，占消耗苯基自由基总量的91%；而在较低温度和较高压力条件下，萘（C10H8）的生成更为显著，其产率在800 K、300 Torr时达到峰值（53%）。萘和苯基乙炔产率随温度和压力的变化趋势与HACA机制相符。}

图形摘要

本研究利用脉冲高温微反应器与VUV PI Re-TOF-MS技术，研究了C₆H₅ + C₂H₂反应中通过HACA机制形成的产物。在分子束中检测到了多种关键产物（如C₄H₄、C₆H₅、C₆H₅C₂H、C₁₀H₈等）。在800–1200 K和100–600 Torr的条件下，主要产物为苯基乙炔（C₆H₅C₂H）和萘（C₁₀H₈），这进一步证实了HACA机制的主导作用。实验结果与理论预测一致。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。