同步辐射真空紫外光电离质谱在燃烧和催化研究中的应用进展 被引量：8

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作者 周忠岳 杨玖重 +1 位作者 潘洋 齐飞 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期598-608,I0002,共12页

燃烧是当今世界的主要能源来源,在交通运输、工业生产和航空航天等领域发挥着重要的作用。燃烧过程伴随着污染物的产生,带来严重的环境问题。为了提高燃烧效率、降低污染物排放,我们需要理解并认识燃烧,最终可以控制燃烧。中间产物是燃... 燃烧是当今世界的主要能源来源,在交通运输、工业生产和航空航天等领域发挥着重要的作用。燃烧过程伴随着污染物的产生,带来严重的环境问题。为了提高燃烧效率、降低污染物排放,我们需要理解并认识燃烧,最终可以控制燃烧。中间产物是燃烧反应网络的链载体,对关键中间产物定性和定量测量是认识燃烧的重要环节,也是发展和验证燃烧反应动力学模型的重要基础。另一方面,各种化学品和燃料的制备均涉及催化过程,对于催化反应中间产物的检测,可以进一步揭示催化反应机理,并定向调控催化反应路径,提高目标产物的转化率。上述关键中间产物,尤其是活泼中间产物的检测一直是测量的难点。近年来,我们发展的同步辐射真空紫外光电离质谱技术,结合超声分子束取样,可以检测燃烧及催化反应过程中的关键中间产物,如烯醇、过氧化物、自由基等。本文详细介绍了同步辐射真空紫外光电离质谱技术及其在燃烧和催化研究中的应用,并展望未来的发展方向。 展开更多

关键词 光电离质谱 真空紫外光 同步辐射 中间产物 燃烧 催化

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二乙基锌的同步辐射真空紫外光电离光解离

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作者 杨广涛 张国斌 +4 位作者 刘付轶 杜琦 单晓斌 韩聚广 盛六四 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1767-1772,共6页

利用同步辐射光源和反射式飞行时间质谱,在超声冷却条件下对二乙基锌(ZnC4H10)进行真空紫外(VUV,能量范围为8-22eV)光电离光解离研究.实验获得ZnC4H10的光电离质谱图;通过测量各碎片离子的光电离效率(PIE)曲线,获得ZnC4H10的电离势(IP=8... 利用同步辐射光源和反射式飞行时间质谱,在超声冷却条件下对二乙基锌(ZnC4H10)进行真空紫外(VUV,能量范围为8-22eV)光电离光解离研究.实验获得ZnC4H10的光电离质谱图;通过测量各碎片离子的光电离效率(PIE)曲线,获得ZnC4H10的电离势(IP=8.20±0.05eV)及其碎片离子(ZnC2H5+、ZnH+、Zn+、C2H5+、C2H3+等)的出现势.根据实验结果,并结合相关文献所给的热力学数据,推导出这些主要碎片离子的生成焓,并分析它们可能的解离通道和主要离子的分支比.结果表明,其主要解离通道是母体离子发生Zn—C键的断裂形成ZnC2H5+和C2H5+离子,ZnC2H5+离子再进一步解离形成Zn+离子,并且含锌碎片离子的丰度占75%以上. 展开更多

关键词 二乙基锌 同步辐射真空紫外光电离 出现势 电离势

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真空紫外光电离质谱研究稻壳和稻秆的热解 被引量：3

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作者 孙韶波 翁俊桀 +3 位作者 贾良元 王毓 齐飞 周忠岳 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-7,共7页

利用同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV PIMS)对稻壳和稻秆的热解过程进行了研究。通过改变光子能量,获得了随光子能量变化的质谱图,并鉴定了热解过程的主要产物。本工作测量了不同热解温度下的产物质谱图,并结合热重分析,对两种样品热... 利用同步辐射真空紫外光电离质谱(SVUV PIMS)对稻壳和稻秆的热解过程进行了研究。通过改变光子能量,获得了随光子能量变化的质谱图,并鉴定了热解过程的主要产物。本工作测量了不同热解温度下的产物质谱图,并结合热重分析,对两种样品热解产物与温度的关系进行对比研究。稻壳与稻秆的热重曲线非常相近,但二者的产物质谱图却差异明显,主要表现在m/z114和m/z96等几种半纤维素产物丰度随温度变化的趋势不同。本工作还测量了若干特征产物随时间变化的谱图,结果表明,半纤维素在低温下就开始出现,且生成速度较快,而大部分的木质素分解速度较慢,温度区间也相对较宽,其分解伴随着整个热解过程。 展开更多

关键词 生物质 稻壳 稻秆 热解 光电离质谱 同步辐射真空紫外光

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真空紫外光电离质谱在线检测卷烟主流烟气气溶胶中气体和颗粒物的化学成分 被引量：5

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作者 赵锋 温作赢 +3 位作者 顾学军 王健 唐小锋 张为俊 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期770-779,I0002,共11页

本文采用吸烟机模拟吸烟状态,结合自制的真空紫外光电离质谱仪,在线检测和表征卷烟主流烟气中气体和颗粒物的化学成分,获得各自的特征成分,并开展逐口抽吸特性研究。结果表明,卷烟主流烟气中的气体成分主要为小分子质量的挥发性有机物,... 本文采用吸烟机模拟吸烟状态,结合自制的真空紫外光电离质谱仪,在线检测和表征卷烟主流烟气中气体和颗粒物的化学成分,获得各自的特征成分,并开展逐口抽吸特性研究。结果表明,卷烟主流烟气中的气体成分主要为小分子质量的挥发性有机物,而颗粒物的成分复杂,在质谱仪质量分析范围(m/z<400)内均有检出。烟气两相成分的归属结果显示,部分成分主要以气体形式存在于烟气中,而另一些成分仅存在于颗粒物中。此外,研究发现,苯酚、糠醛、二羟基苯、二甲基苯酚、愈创木酚和柠檬烯等成分在气相和颗粒相中均有检出。逐口分析中,气体成分呈现2种变化特征,绝大多数成分的信号强度随抽吸口数增加而增强,而部分不饱和烃则在第2口抽吸中具有较高的相对强度,之后逐渐降低并趋于稳定或略有上升;几乎颗粒相中所有成分都呈现逐口增强的趋势,与气相成分相比,颗粒相成分的增长趋势更平缓。 展开更多

关键词 卷烟主流烟气 气溶胶 颗粒物 在线成分分析 真空紫外光电离质谱

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丙烯酸甲酯的真空紫外光电离质谱研究(英文) 被引量：1

5

作者 杜琦 单晓斌 +2 位作者 刘付轶 韩聚广 盛六四 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期749-758,共10页

利用同步辐射光和反射飞行时间质谱,研究了丙烯酸甲酯9.0～15.5eV能量范围的真空紫外光电离和光解离.实验测量丙烯酸甲酯的光电离质谱和解离碎片离子m/e =86(C4H6O2+),85(C4H5O2+),59(C2H3O2+),58(C3H6O+) ,55(C3H3O+),42(C3H6+),31(CH3... 利用同步辐射光和反射飞行时间质谱,研究了丙烯酸甲酯9.0～15.5eV能量范围的真空紫外光电离和光解离.实验测量丙烯酸甲酯的光电离质谱和解离碎片离子m/e =86(C4H6O2+),85(C4H5O2+),59(C2H3O2+),58(C3H6O+) ,55(C3H3O+),42(C3H6+),31(CH3O+),27(C2H3+),和15(CH3+)的光电离效率曲线.并利用量子化学从头算(G3),计算碎片离子的能级,推测它们的解离通道.计算的电离能和出现势与实验结果符合很好.结果表明,丙烯酸甲酯的光电离解离通道以单键断裂反应为主. 展开更多

关键词 丙烯酸甲酯 真空紫外光电离 同步辐射 离解通道

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同步辐射光电离质谱检测氟原子在二氧化硅表面反应产物

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作者 汪程程 唐小锋 +5 位作者 温作赢 王涛 张翠红 杨玖重 顾学军 张为俊 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期39-47,I0002,共10页

采用微波放电等离子体源产生高密度F原子,结合同步辐射真空紫外光电离质谱全面检测F原子在二氧化硅表面刻蚀反应的产物,并探究其反应机理。通过扫描同步辐射光子能量,获得具有特定质量选择的离子光电离效率谱,测量了反应产物的电离能及... 采用微波放电等离子体源产生高密度F原子,结合同步辐射真空紫外光电离质谱全面检测F原子在二氧化硅表面刻蚀反应的产物,并探究其反应机理。通过扫描同步辐射光子能量,获得具有特定质量选择的离子光电离效率谱,测量了反应产物的电离能及碎片离子的出现势等基本参数;同时结合量子化学理论计算质谱中离子的来源,即对光电离和光解离过程进行了区分。结果表明,F原子在二氧化硅表面会反应生成一系列的氟氧硅化合物(SixOyFz),主要包括SiF4、SiF 3OSiF 3和SiFOSiF 2OF等,质谱中观察到的SiF3^+、SiF3OSiF2^+等离子信号来源于其对应母体离子的解离碎片。实验测得SiF 4的电离能为15.85 eV,SiF3^+和SiF 3OSiF2^+碎片离子的出现势分别为16.20、16.40 eV。该方法实现了高效检测F原子刻蚀反应的产物,由于F原子具有较高的化学反应活性,该实验装置也可用于开展气相自由基反应研究,模拟大气化学和燃烧火焰等体系中的化学反应过程。 展开更多

关键词 真空紫外光电离质谱 同步辐射 微波放电 氟原子 二氧化硅 电离能

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真空紫外光电离质谱技术进展及其在快速分析中的应用 被引量：4

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作者 刘兵 董丰硕 +1 位作者 刘瑞东 侯可勇 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期208-214,共7页

真空紫外光电离源(VUV-PI)是一种普适性的质谱软电离源,真空紫外光电离质谱谱图无碎片、易解析、灵敏度高,适合于在线快速分析。真空紫外光电离质谱根据分析对象不同可以直接采用单光子电离或添加掺杂剂实现化学电离,能实现气、液、固... 真空紫外光电离源(VUV-PI)是一种普适性的质谱软电离源,真空紫外光电离质谱谱图无碎片、易解析、灵敏度高,适合于在线快速分析。真空紫外光电离质谱根据分析对象不同可以直接采用单光子电离或添加掺杂剂实现化学电离,能实现气、液、固体分析,也可实现成像分析。该文介绍了真空紫外光电离源的电离原理、光源类型,分析了光电离质谱灵敏度的影响因素及其技术改进措施,并阐述了真空紫外光电离质谱技术在环境污染物、化工产物在线分析、国家安全分析以及生物医学分析中的相关应用研究。最后,总结了真空紫外光电离源的优缺点,并对真空紫外光电离技术在性能和应用方面的发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 真空紫外光电离(VUV-PI) 真空紫外灯 软电离 在线质谱 挥发性有机物

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对硝基苯乙醚的真空紫外光电离与光离解研究

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作者 武国华 周卫东 +3 位作者 盛六四 高辉 刘付轶 张允武 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期1-6,共6页

以同步辐射为光源,用光电离质谱和符合技术对对硝基苯乙醚分子进行了真空紫外光电离与光离解研究。测得了这一分子的电离势及C6H5NO+3、C6H5O+2、C6H5O+等六个主要碎片离子的出现势,根据实验所得的质谱图、能量关系,结合该分子的具体结... 以同步辐射为光源,用光电离质谱和符合技术对对硝基苯乙醚分子进行了真空紫外光电离与光离解研究。测得了这一分子的电离势及C6H5NO+3、C6H5O+2、C6H5O+等六个主要碎片离子的出现势,根据实验所得的质谱图、能量关系,结合该分子的具体结构,初步分析了该分子同步辐射光离解电离的可能通道,并得到了分子离子的键离解能D0(O2NC6H4C2H+5)。 展开更多

关键词 同步辐射 光离解 对硝基苯乙醚 真空紫外光电离

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光电离质谱结合GC/MS研究棉麻织物的热解 被引量：1

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作者 王毓 翁俊桀 +2 位作者 贾良元 齐飞 周忠岳 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期8-15,共8页

选取生物质类固体废弃物中的棉麻织物作为研究对象,利用热重、同步辐射真空紫外光电离质谱以及气相色谱-质谱联用技术研究其在低压环境中的热解过程。热重分析结果显示,半纤维素和木质素在麻布中的含量高于棉布中的。结合产物的光电离... 选取生物质类固体废弃物中的棉麻织物作为研究对象,利用热重、同步辐射真空紫外光电离质谱以及气相色谱-质谱联用技术研究其在低压环境中的热解过程。热重分析结果显示,半纤维素和木质素在麻布中的含量高于棉布中的。结合产物的光电离质谱图以及气质联用仪的实验结果对主要产物进行了定性分析,并研究了热解产物随温度的变化趋势,发现500℃下棉布的热解产物最多,而麻布由于含有较多的半纤维素和木质素成分,表现出较宽的热解温区。此外,热解产物中乙醇醛的含量极低,证明了它是纤维素的二次分解产物。 展开更多

关键词 生物质热解 棉麻织物 热重 同步辐射真空紫外光电离质谱 气相色谱-质谱(GC/MS)

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呋喃及其衍生物低压热解产物鉴定和质谱分析

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作者 程占军 王占东 +2 位作者 苑文浩 齐飞 李玉阳 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期534-539,共6页

利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法鉴定了呋喃、2-甲基呋喃和2,5-二甲基呋喃的低压流动反应器热解产物的分子结构.基于质谱信号强度和生成温度,比较了每种燃料的主要初始分解产物的异同.通过不同温度下的质谱测量结果对3种燃料的初始... 利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法鉴定了呋喃、2-甲基呋喃和2,5-二甲基呋喃的低压流动反应器热解产物的分子结构.基于质谱信号强度和生成温度,比较了每种燃料的主要初始分解产物的异同.通过不同温度下的质谱测量结果对3种燃料的初始分解路径进行了分析,发现呋喃、2-甲基呋喃和2,5-二甲基呋喃的最重要的初始分解路径是通过卡宾中间体分别生成CO+丙炔,CO+1-丁炔和CH3CO+C4H5,从而验证了前人理论研究成果. 展开更多

关键词 低压流动反应器热解 呋喃及其衍生物 同步辐射真空紫外光电离质谱 产物鉴定 质谱分析

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基于量子化学计算的正己烷热解反应动力学模拟

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作者 殷晨阳 刘永峰 +3 位作者 陈睿哲 张璐 宋金瓯 刘海峰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4273-4282,共10页

为研究正己烷(n-C_(6)H_(14))的常压热解特性,提出了正己烷热解(NHP)模型,该模型使用基于误差传播的直接关系图(DRGEP)简化方法和色散校正密度泛函理论的B2PLYP/def2-tzvp方法,得到了一个包含33种物种和134个基元反应的简化机理。利用... 为研究正己烷(n-C_(6)H_(14))的常压热解特性,提出了正己烷热解(NHP)模型,该模型使用基于误差传播的直接关系图(DRGEP)简化方法和色散校正密度泛函理论的B2PLYP/def2-tzvp方法,得到了一个包含33种物种和134个基元反应的简化机理。利用该模型计算了n-C_(6)H_(14)在不同温度下主要热解产物乙烯(C_(2)H_(4))、丙烯(C3H6)和丁炔(C4H6)的相对摩尔分数,并对n-C_(6)H_(14)的热解过程进行了反应路径分析。利用同步辐射真空紫外光电离质谱法(SVUV-PIMS)结合射流搅拌反应器(JSR)在温度为673~1103K、压力为1atm条件下对n-C_(6)H_(14)进行了热解实验,并与NHP模型进行了对比分析。结果表明:n-C_(6)H_(14)热解过程中最主要的产物是C_(2)H_(4),促使C_(2)H_(4)生成较为重要的两个反应的指前因子分别为6.01×10^(13)s^(-1)和2.18×10^(13)s^(-1)。在673~1023K温度范围内,结合量子化学计算得到的NHP模型对n-C_(6)H_(14)主要热解产物的相对摩尔分数进行了预测,与JetSurF 2.0模型相比,C_(2)H_(4)和C4H6的最大误差分别减小了27.9%和47.9%。反应路径分析表明,C_(2)H_(4)主要来源于己基的一系列β位断裂。 展开更多

关键词 正己烷 热解 计算化学 反应动力学 同步辐射真空紫外光电离质谱法 射流搅拌反应器

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燃烧反应动力学研究进展与展望 被引量：6

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作者 齐飞 李玉阳 +1 位作者 曾美容 张凤 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期948-958,共11页

燃烧为当今世界提供了超过4/5的能源供应,在能源、交通、国防、工业等核心领域发挥着不可替代的作用.由于化学反应在燃烧中具有举足轻重的作用,因此燃烧反应动力学研究,特别是燃烧反应动力学模型的发展,可以帮助我们更好地认识燃烧现象... 燃烧为当今世界提供了超过4/5的能源供应,在能源、交通、国防、工业等核心领域发挥着不可替代的作用.由于化学反应在燃烧中具有举足轻重的作用,因此燃烧反应动力学研究,特别是燃烧反应动力学模型的发展,可以帮助我们更好地认识燃烧现象、控制燃烧特性、掌握高效清洁燃烧技术.近年来以同步辐射真空紫外光电离质谱技术为代表的先进诊断技术在微观燃烧结构诊断中的应用和理论计算方法的发展极大地提高了燃烧反应动力学模型的精确性和适用性,促进了燃烧反应动力学科的飞速进步.本文综述该学科近期在理论计算、实验探测和模型发展方面的研究进展,并展望未来亟需开展或深入探索的研究方向. 展开更多

关键词 微观燃烧结构 宏观燃烧参数 同步辐射真空紫外光电离质谱 燃烧反应动力学模型 理论计算

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异丙醇低压热解的实验和动力学模型研究 被引量：1

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作者 李伟 邹家标 +3 位作者 张言 曹创创 张晓愿 李玉阳 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期83-88,共6页

研究了异丙醇在1.3,kPa和1,000~1,400,K下的流动反应器热解.利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法探测到一系列热解产物,包括碳氢类、醇类和醛酮类等稳定产物,以及自由基、烯醇类等活泼产物.发展了一个包含142个物种和1,149步反应的异丙... 研究了异丙醇在1.3,kPa和1,000~1,400,K下的流动反应器热解.利用同步辐射真空紫外光电离质谱方法探测到一系列热解产物,包括碳氢类、醇类和醛酮类等稳定产物,以及自由基、烯醇类等活泼产物.发展了一个包含142个物种和1,149步反应的异丙醇热解反应动力学模型,并利用本工作实验结果对模型进行了验证,结果显示本模型能够很好地对实验结果进行预测.通过生成速率分析和敏感性分析对异丙醇的主要分解路径和产物的主要生成路径进行了分析.结果表明,脱水反应在本实验工况条件下对异丙醇的初始分解敏感性最高,并是碳氢产物的主要来源;燃料的a-C—C断键反应也具有很高的敏感性,是热解反应体系中自由基的主要来源;氢提取反应则是异丙醇另一类重要初始分解反应,同时控制着大多数含氧产物的生成. 展开更多

关键词 异丙醇 低压流动反应器热解 同步辐射真空紫外光电离质谱 动力学模型

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光谱法和取样分析法在燃烧诊断研究中的应用 被引量：11

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作者 刘训臣 李玉阳 +2 位作者 周忠岳 王毓 齐飞 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期43-54,67,共13页

介绍了燃烧诊断学中常用的非接触光谱诊断和取样诊断方法。光谱方法包含红外吸收光谱、紫外激光诱导荧光和非线性光谱方法(如相干反斯托克斯拉曼光谱等),可以测量燃烧体系的温度场、浓度场和速度场信息,可用于研究燃烧基元反应动力学,... 介绍了燃烧诊断学中常用的非接触光谱诊断和取样诊断方法。光谱方法包含红外吸收光谱、紫外激光诱导荧光和非线性光谱方法(如相干反斯托克斯拉曼光谱等),可以测量燃烧体系的温度场、浓度场和速度场信息,可用于研究燃烧基元反应动力学,燃料的热解和氧化,层流火焰结构及湍流火焰的成像。而通过分子束取样的真空紫外光电离质谱检测方法可以获得更全面更灵敏的诊断信息,特别是活泼的燃烧中间体的浓度信息,为详细燃烧反应动力学模型的发展和验证提供了强有力的支持。 展开更多

关键词 燃烧诊断 吸收光谱 激光诱导荧光 真空紫外光电离质谱 燃烧基元反应

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聚三氟氯乙烯纯氧环境热解气体产物分析 被引量：1

15

作者 姚文彬 陆守香 +2 位作者 许鸣皋 杨玖重 余潇阳 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期56-62,共7页

使用针筒采样法采集聚三氟氯乙烯纯氧环境等温(400℃/450℃)热解气体产物,通过气相色谱-质谱联用技术和真空紫外光电离质谱技术,定性分析热解气体产物组成成分,为评估氧气系统在设计和使用过程中的安全性提供参考.结果表明:聚三氟氯乙... 使用针筒采样法采集聚三氟氯乙烯纯氧环境等温(400℃/450℃)热解气体产物,通过气相色谱-质谱联用技术和真空紫外光电离质谱技术,定性分析热解气体产物组成成分,为评估氧气系统在设计和使用过程中的安全性提供参考.结果表明:聚三氟氯乙烯纯氧热解气体产物中共检出13种气体成分,其中氟氯烷类4种,单烯类5种,小分子类4种.分析认为氟氯烷类和单烯类气体产物的生成是由于聚三氟氯乙烯在热解过程中发生碳链、碳氯键及碳氟键的无规则断裂和重新结合,而小分子类气体产物的生成是由于聚三氟氯乙烯在热解过程中发生氧化生成中间体(COF_(2)、COFCl),中间体进一步分解产生CO、CO_(2)、Cl_(2)和F_(2). 展开更多

关键词 聚三氟氯乙烯 纯氧热解 气相色谱-质谱 真空紫外光电离质谱

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