JST: Engineering and Technology for Sustainable Development Volume 31, Issue 3, July 2021, 037-042 37 Nghiên cứu phản ứng pha khí giữa isopropanol với gốc sulfanyl dưới sự tiếp cận cơ học lượng tử Quantum Mechanical Approach to Gas Phase Reaction of Isopropanol with Sulfanyl Radical Nguyễn Trọng Ngha 1* , Hồ Hữu Mạnh 1 , ỗ Thị Liên 1 , Nguyễn Ngọc Tuệ 1 , àm Xuân Thắng 2 1 Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam 2 Khoa Công nghệ Hoá, Đại học Công nghiệp Hà Nội, Việt Nam * Email: nghia.nguyentrong@hust.edu.vn Tóm tắt i-C3H7OH (IPA) là mt ph gia nhiên liu tim nng. Cơ ch ca phn ng gia iso-propanol vi gc t do sulfanyl đã đc nghiên cu  mc CCSD(T)//B3LYP/6-311+G(3df,2p). Mi đng phn ng to thành các sn phm PR1-PR10 bao gm ba đng phn ng tách hydro và by đng phn ng th đã đc xem xét. Trên cơ s b mt th nng và thông s phân t xác đnh đc, hng s tc đ và t s phân nhánh ca tng đng phn ng đã đc tính toán  khong nhit đ 298 K đn 2000 K theo lý thuyt trng thái chuyn tip có tính đn hiu ng đng hm Eckart. Kt qu tính toán đng hc cho thy  298 K sn phm ca phn ng ch yu là PR2 ((CH3)2COH + H2S) (~100%). Tuy nhiên,  2000K, t l sn phm PR2 chim ch còn 77,8% tng sn phm, trong khi đó, PR3 (CH3CH(CH2)OH + H2S) và PR1 ((CH3)2CHO + H2S) ln lt chim 16,7% và 5,5% tng sn phm. Từ khóa: Tính toán lượng tử, phụ gia nhiên liệu, gốc tự do sulfanyl, i-C3H7OH. Abstract i-C3H7OH (IPA) is one of the potential fuel additives. The reaction mechanism of isopropanol with sulfanyl radical was investigated at the CCSD(T)//B3LYP/6-311+G(3df,2p) level of theory. Ten possible reaction pathways giving PR1-PR10 including three H-abstraction reactions and seven substitution reactions were considered. Based on the determined potential energy surface and molecular parameters, the rate constants and branching ratios of each reaction pathway were calculated at the temperature range of 298 K - 2000 K by using the transition state theory considering the Eckart tunnel effect. The kinetics results showed that at 298 K, the reaction products were mainly PR2 ((CH3)2COH + H2S) (~ 100%). However, at 2000K, the contribution of PR2 decreased to 77.8% of the total product, while, PR3 (CH3CH(CH2)OH + H2S) and PR1 ((CH3)2CHO + H2S) accounted for 16.7% and 5.5% of the total product, respectively. Keywords: Quantum calculation, fuel additives, sulfanyl radical, i-C3H7OH. 1. Mở đầu * Ngày nay, vấn đề biến đổi khí hậu, an ninh nng lượng và do đó việc sử dụng nhiên liệu sinh học đang nhận được sự quan tâm lớn. Trong số các nhiên liệu sinh học đang được xem xét có các alcol (như i-C3H7OH, ...) dung để pha vào xng. Ngoài ra, i-C3H7OH (isopropanol) còn là một phụ gia nhiên liệu tiềm nng đối với các động cơ đốt trong và động cơ diesel. Do đó, phản ứng của isopropanol trong hệ cháy đã và đang được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu [1-11]. Phản ứng nhiệt phân isopropanol đã được nghiên cứu bởi các nhóm tác giả Barnard [1], Gonzalez và cộng sự [2] và Trenwith [3]. Các tác giả đã chỉ ra các sản phẩm chính, hằng số tốc độ phản ứng ở một số điều kiện nhiệt độ, áp suất khác nhau. Sau đó, Bui, Zhu và Lin [4] đã sử dụng phương pháp tính toán hóa học lượng tử G2M dựa trên phần mềm * ISSN: 2734-9381 https://doi.org/10.51316/jst.151.etsd.2021.31.3.7 Received: December 14, 2019; accepted: April 8, 2021 Gaussian để xây dựng bề mặt thế nng và từ đó tính hằng số tốc độ phản ứng trong khoảng nhiệt độ rộng (500 - 2500 K) cho từng đường cụ thể và hằng số tốc độ tổng thể. Các kết quả tính toán phù hợp tốt với các giá trị thực nghiệm trước đó. ồng thời cng cho biết cơ chế phản ứng chi tiết và các hằng số tốc độ ở các điều kiện áp suất thấp và cao giới hạn. Phản ứng của i-C3H7OH với một số nguyên tử, gốc tự do, phân tử trong pha khí liên quan đến hệ cháy của các nhiên liệu như gốc •OH, •CH3, X (F, Br, I), •NO3, N2O4, ... [5-11]. Trong đó, các tác giả đã cho thấy phản ứng xảy ra chủ yếu liên quan đến các nguyên tử H trong phân tử isopropanol theo các hướng thế hoặc tách. Ví dụ, trong phản ứng của isopropanol với gốc tự do •CH3 [6], sản phẩm tạo ra là CH4 và các gốc tự do tương ứng theo cơ chế tách H còn khi phản ứng với N2O4, thu được HNO3 theo phản ứng: N2O4 + ROH → RONO + HNO3. Ngoài ra, hằng số tốc độ đối với