基于ReaxFF分子动力学的CE与PS共热解协同效应研究

摘要

采用ReaxFF分子动力学模拟深入探究纤维素（CE）和聚苯乙烯（PS）的共热解特性，分析两者在共热解过程中的相互作用与协同机制。结果表明，两种物质在热解过程中存在显著差异和协同作用。CE的热解产物主要由液体和气体组成；PS热解生成以苯乙烯为主的液体产物，在2 000 K时，其液体产物产率达到最大值97%。PS能够促进CE向小分子产物转化，从而提高气体产物产率，特别是含碳原子数为2的分子生成量明显增加。同时，CE也能够促进PS的分解，在1 800 K时，效果最显著。在共热解过程中，协同效应对产物具有选择性，对CH₂O的生成起到正协同作用，但对CO₂的生成起到抑制作用。CE与PS热解产生的自由基与中间体之间的化学反应影响产物的分布，特别是羟基与醛基等官能团促进了分子链的断裂与重组。此外，密度泛函理论计算表明，CE与PS分子间存在静电相互作用。

关键词

ReaxFF / 纤维素 / 聚苯乙烯 / 共热解 / 协同作用