Механизмы образования и окисления изолированных и на краях ПАУ и сажи пятичленных углеводородных колец тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Галимова Галия Рафаэльевна

• Галимова Галия Рафаэльевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Галимова Галия Рафаэльевна

Введение

Глава 1. Окисление пятичленных колец гидроксильным радикалом

1.1 Теоретические методы исследования

1.2 Диаграмма поверхности потенциальной энергии (ППЭ) для реакции окисления циклопентадиенила С5Н5 гидроксильным радикалом ОН

1.3 Константы скорости для безбарьерного окисления С5Н5

гидроксильным радикалом ОН

1.4 ППЭ для реакции радикала ОН с модельным краевым сайтом

1.5 Кинетические константы для реакции С15Н9 + ОН

1.6 Выводы к главе

Глава 2. Модель окисления пятичленного углеводородного кольца

на краю ПАУ или сажи атомарным кислородом

2.1 Вычислительные методы

2.2 Реакционные пути на диаграмме ППЭ ведущие к окислению 5-членного кольца атомарным кислородом

2.3 Константы скорости реакций в системе С15Н9 +

2.4 Выводы к главе

Глава 3. Образования пятичленного кольца в реакции

1,3-бутадиена с метилидиновым радикалом СН

3.1 Теоретические методы расчета

3.2 Схема ППЭ для реакции метилидинового радикала СН

с молекулой 1,3-бутадиена

3.3 Коэффициенты ветвления на продукты

3.4 Выводы к главе

Заключение

Список литературы

Введение

Частицы сажи и их прекурсоры - полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) причисляются к одними из основных загрязнителей окружающей среды, образующимися при неполном сгорании ископаемых топлив. В современном мире решению экологической проблемы, связанной с вредными углеводородными выбросами, направлены усилия многих ученых из разных научных областей. Детальное изучение элементарных процессов роста и деградации углеводородных соединений в условиях горения, является актуальной задачей, так как позволяет создавать энергоэффективные двигатели и разрабатывать экологически чистые технологии горения.

В настоящее время создаются все более мощные специализированные вычислительные машины, нацеленные на решение сложных математических задач, включающие уравнение Шредингера. На основе суперкомпьютеров стало возможным с высокой точностью рассчитывать энергетику и кинетические константы для сложных химических процессов. Благодаря этим данным строятся поверхности потенциальной энергии (ППЭ) для различных реакций, включая взаимодействия между углеводородами, а также углеводородов с окислителями. Дороговизна и громоздкость экспериментальных установок является серьезной преградой к масштабному изучению многочисленных процессов, протекающих в зонах горения углеводородных топлив. В реакциях горения образуются большое число промежуточных химических соединений, играющих ключевые роли в общем процессе сжигания топлив. Для построения полной картины процесса реакции с этими промежуточными соединениями включены в кинетические базы данных по горению, и они наравне с другими процессами требуют экспериментального изучения. Синтез сложных органических молекул является серьёзной проблемой в экспериментальном изучении реакций в условиях, реализуемых в камерах сгорания. Ученые, синтезирующие такие реагенты, зачастую инициируют десятки сложных химических реакций, чтобы получить молекулы, содержащие около пятнадцати-двадцати атомов углерода. Со сложностью синтеза так же растёт и

стоимость реагентов. В связи с этими трудностями в настоящее время существуют не так много экспериментальных лабораторий, занимающихся систематическими измерениями констант скоростей реакций, происходящих при высоких давлениях и температурах. Обычно такие лаборатории проводят выборочные эксперименты для ключевых химических механизмов, упуская из виду сотни других важных реакций, участвующих в процессах формирования и разрушения углеводородов в горении.

Разработанные в последнее время численные методы квантовой химии и статистической физики позволяют находить зависимости кинетических констант реакций в широком диапазоне изменений давлений и температур с точностью сравнимой с экспериментальной.

Частицы сажи в основном представляют собой агрегаты углеродсодержащих соединений, таких как графен, графит и фуллерены. В качестве их основных предшественников рассматриваются ПАУ [1,2]. Считается, что образование сажи происходит через ряд последовательных стадий [1-3]: образование простейших ПАУ и их рост до масс достигающих 500-1000 а.е.м., зарождение частиц (зародышеобразование) и их коагуляция (укрупнение). Рисунок 1 демонстрирует схематически все этапы роста и укрупнения углеводородных частиц, включая формирование фуллеренов, молекул Сбо, состоящих только из атомов углерода, соединенных одинарными и двойными связями.

Исследование элементарных реакций является актуальной задачей для современной химии горения. В пламенах горения обычно содержится огромное количество углеводородных молекул, с богатым изомерным составом (одинаковых по атомному составу и молекулярной массе, но различающихся по строению). Например, изомерами простейшей молекулы С4Нб являются 1,3-бутадиен, 1,2-бутадиен, 1-бутин и 2-бутин наряду с метилциклопропеном, повсеместно распространенными углеводородами в богатых топливом ламинарных пламенах низкого давления.

Рисунок 1 - Схематическая модель роста и укрупнения углеводородных частиц

Изомеры С4Н6 привлекли внимание ученых в области горения, как потенциальные строительные блоки, ведущие к образованию ПАУ наряду с их азотзамещенными и частично гидрированными аналогами. Изомер 1,3-бутадиен был обнаружен по кривым эффективности фотоионизации (КЭФ) в пламени аллена (СН2ССН2) и пропина (СН3ССН) [4]. Изомеры С4Н6 были идентифицированы в пламени бутанола (С4НюО), и был сделан вывод, что 1,3-бутадиен является

преобладающим продуктом. Среди изомеров С4Н6 1,3-бутадиен более глубоко изучен из-за его важной роли в образования ПАУ [5-15]. Предполагалось, что в предварительно смешанных ламинарных пламенах сажи стирол (С 8Н8) образуется в результате реакции между 1,3-бутадиенильным радикалом (С4Н5) и 1,3-бутадиеном; около 80% бензола (СбНб) предположительно образуется из винильного радикала (С2Н3), реагирующего с 1,3-бутадиеном в бутадиеновом пламени [8]. Однако, несмотря на фундаментальную важность 1,3-бутадиена в образовании моно- и бициклических ароматических молекул (рисунок 2), механизмы реакции, включающие эту простую молекулу, всё ещё плохо изучены [16-17].

Рисунок 2 - Безбарьерные реакции 1,3-бутадиена с реагентами с открытой оболочкой, приводящие к ароматическим молекулам: бензолу (С бНб), фенилу (С6Н5), пиридину (С5Н5К) и 1,4-дигидронафталину (С10Н10)

Рост и разрушение частиц сажи контролируются химическими реакциями, происходящими на ее поверхности, которая, как предполагается, напоминает края листов графена [1,18]. При моделировании поверхности сажи обычно рассматривают различные конфигурации краев листа графена, которые определяются типом соединения гексагональных колец вблизи края. Типы ребер определяют топологию поверхности и включают «зигзаг», «стул», «залив», «фьорд» и «свободный край» [18-21, 22]. Многообразие этих структурных типов требует рассмотрения и характеристики большого числа разнообразных гетерогенных реакций, которые может встречаться на ребрах [22]; точные термодинамические и кинетические данные для этих реакций необходимы для кинетического моделирования роста и разрушения частиц сажи.

Окисление сажи является одним из ключевых процессов в кинетике горения углеводородов; он уравновешивает рост и, в конечном счете, отвечает за снижение содержания сажи в выхлопных газах. Ученые сошлись во мнении, что основными окислителями в пламенах являются О2 и ОН с небольшими вкладами О, Н20, С02, N02 [23-30]. Ранние модели окисления сажи молекулярным кислородом базировались в первую очередь на исследованиях Нэгла и Стрикленда-Констебла (НСК), которые выделили два эмпирических участка на поверхности сажи: менее реакционноспособный и более реакционноспособный [31-33]. Модель НСК широко используется в практических приложениях и стала эталоном для сравнения при проведении новых экспериментальных измерений [28,34-41] или расчетных исследований [29-30,42-46]. За некоторыми исключениями [40], большинство экспериментальных исследований показали, что их скорости окисления соответствуют или близки к таковым как в модели НСК.

Окисление сажи гидроксильным радикалом ОН, предложенное Фенимором и Джонсом [47], обычно описывается эффективностью столкновения ОН с поверхностью частиц сажи, первоначально измеренной Неохом и соавторами [48] и повторно измерены в последующих исследованиях [3,49-54].

В конце 1980-х - начале 1990-х годов Френклах и его коллеги [55-57] предложили модель реакции роста и окисления сажи, основанную на физически разрешенных участках поверхности. Рост сажи описывалась модельной реакцией названной HACA: отрыв водорода - присоединение ацетилена [57]. Окисление сажи моделировалось двумя реакционными путями:

1) реакция O2 с радикальными центрами ароматических молекул, которые составляют частицу сажи, с константами скоростей присущие окислению фенила [58];

2) реакция OH с «обычными» поверхностными (C-H) центрами описывается моделью эффективности столкновений Неоха и соавторов [48].

Эта простая кинетическая модель широко использовалась в численных исследованиях образования сажи в углеводородных пламенах. В то время как простая модель реакции, основанная на химической аналогии для поверхностного окисления и роста, достигла согласия по порядку величины с экспериментом [4243, 52-53, 59], последующие исследования выявили более богатую химию обоих процессов роста [60-61] и окисления [62-66].

Существует очевидная потребность в дальнейших исследованиях, нацеленных на создание кинетической модели формирования и окисления сажи включающей детальные механизмы реакций с физически обоснованными кинетическими константами рассчитанных из первых принципов. Теоретически необходимо изучить большой класс или классы реакций, особенно при низких температурах и сосредоточив внимание на комплексообразующей химии, включая инициирование и распространение окисления. Экспериментально важно иметь более полные наборы данных, которые включают характеристики частиц сажи, а также концентрации критически важных компонентов, таких как O2, H, C2H2, OH, O, CO, H2O и СО2 в широком диапазоне температур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы образования и окисления изолированных и на краях ПАУ и сажи пятичленных углеводородных колец»

Актуальность

Неполное сгорание ископаемых углеводородных топлив влечет за собой образования ПАУ и сажи, которые являются канцерогенами и загрязняют окружающую среду. Формирование сажи имеет ряд последовательных этапов, включающих в себя образование простейших ПАУ, их рост до размеров достигающих 500-1000 а.е.м., зарождение частиц (зародышеобразование) и их укрупнение (коагуляция) [67-69]. Разработанные механизмы роста ПАУ: «отрыв водорода - присоединение ацетилена» (механизм НАСА) и «отрыв водорода -присоединение винилацетилена» (механизм НАУА) объясняют образование двумерных (плоских) ПАУ, содержащих исключительно шестичленные кольца. Неплоские ПАУ, такие как кораннулен С20Н10 вместе с фуллеренами, подразумевают наличие пятичленных колец в углеводородной структуре. Механизмы синтеза ПАУ, несущих пятичленное кольцо (кольца), имеет решающее значение для понимания химии зарождения трехмерных (в форме чаши) структур и, в конечном счете, наночастиц и сажи, образующихся в экстремальных условиях камер сгорания.

В противовес этому идут окислительные процессы уменьшающие размеры ПАУ и сажи, и, в конечном счете, ведущие к их разрушению. В пламенах основными окислителями для ПАУ и сажи являются молекулярный кислород О2, гидроксильный радикал ОН и атомарный кислород О. Реакции с молекулярным кислородом приводят к образованию пятичленных колец, встроенных в ароматический край. Показано, что образование краевых пятичленных колец замедляет скорость окисления крупных ПАУ и сажи (Мебель, 2018). Отсутствие кинетических констант и коэффициентов ветвления продуктов для процессов окисления пятичленных колец, внедренных в ПАУ и сажу, радикалами ОН и О препятствовало созданию надежных кинетических моделей горения [70].

Процессы формирования и разрушения пятичленных колец в условиях горения являются одними из ключевых в кинетике образования и разрушения ПАУ и частиц сажи. Информация о механизмах реакций, энергетике реакционных каналов,

кинетических константах, полученная в настоящей диссертационной работе, была неполной или отсутствовала вовсе, что сильно усложняло понимание кинетики ПАУ и сажи в горении. Экспериментальное исследование изученных в диссертационной работе реакций является затруднительным в связи со сложностями воспроизведения условий их протекания, а именно высоких температур (> 1500 K) и давлений (1-100 атм). Процессы образования и разрушения ПАУ и сажи протекают по нескольким каналам, включающих наборы переходных и промежуточных состояний, поэтому трудно поддаются экспериментальному изучению.

Квантово-механические расчёты ab initio являются мощным инструментом для оптимизации геометрий различных молекулярных структур, включая реагенты, продукты, переходные и промежуточные состояния реакций и расчета энергий всех молекулярных соединений с точностью не превышающей 1 ккал/моль. Полученные данные используются для построения диаграммы поверхности потенциальной энергии (ППЭ) и затем для расчета констант скоростей реакции. Теория Райса-Рамсбергера-Касселя-Маркуса (РРКМ) с использованием основного кинетического уравнения РРКМ-ОКУ применяется для нахождения зависящих от давления и температуры констант скоростей с точностью сравнимой с экспериментальной, которые, в свою очередь, позволяют рассчитывать коэффициенты ветвления продуктов реакции [71-75].

Сведения о механизмах и кинетических константах для большого числа процессов формирования/окисления пятичленных углеводородных колец на данный момент недостаточны для составления полной реакционной модели описывающей кинетику ПАУ и сажи в горении углеводородного топлива. Полученные в диссертационной работе результаты являются актуальными, поскольку они дополняют базы данных кинетических констант для процессов формирования/окисления пятичленных углеводородных колец, необходимых для нахождения условий горения ископаемых топлив с низкой эмиссией ПАУ и сажи.

Цель работы

Раскрытие механизмов образования и окисления изолированных пятичленных соединений, а также разработка модели окисления пятичленных углеродных колец на краевых участках ПАУ и сажи для условий горения углеводородных топлив с использованием высокоточных ab initio квантовомеханических методов и развитой теории переходного состояния РРКМ-ОКУ.

Основные задачи

1. Нахождение механизмов реакции циклопентадиенила с гидроксильным радикалом, вычисление соответствующих констант скоростей и коэффициентов ветвления;

2. Разработка модели окисления пятичленных углеродных колец на краевых участках ПАУ и сажи гидроксильным радикалом и атомарным кислородом;

3. Поиск каналов реакции 1,3-бутадиена С4Нб с метилидиновым радикалом CH, включающих образование изолированного пятичленного соединения С5Нб, нахождение коэффициентов ветвления продуктов реакции.

Научная новизна

1. Выявлен механизм реакции циклопентадиенила с гидроксильным радикалом. Получены оптимизированные геометрии и относительные энергии молекулярных соединений реакции, а именно продуктов, промежуточных состояний и барьеров для реакции С5Н5 + ОН. Вычислены константы скорости реакции, зависящие от давления и температуры, свойственных горению ископаемых топлив; определены основные продукты реакции и рассчитаны их коэффициенты ветвления.

2. Разработана модель окисления радикалами ОН и O пятичленного кольца в краевом участке ПАУ или сажи, имеющего две или три общих грани с окружающими его шестичленными кольцами. Определены реакционные каналы, ведущие к раскрытию кольца с отрывом атома углерода от ПАУ или частички сажи.

3. Предложен и апробирован механизм образования пятичленного кольца С5Нб в реакции 1,3-бутадиена с СН. Определены геометрии различных промежуточных

изомеров С5Н7, реагентов и продуктов. Вычислены относительные энергии молекулярных структур и построена диаграмма ППЭ, включающая в себя различные реакционные пути взаимодействия радикала CH и 1,3-бутадиена. Получены коэффициенты ветвления продуктов реакции.

Практическая ценность

Результаты, полученные в настоящей диссертационной работе, будут использованы для пополнения баз данных кинетических констант реакций при различных условиях горения. Подробные механизмы реакций, вычисленные константы скоростей и полученные процентные выходы на продукты будут востребованы разработчиками камер сгорания энергетических установок, работающих на углеводородном топливе. Полученные данные помогут в создании двигателей с низкой эмиссией вредных веществ и разработке типов топлив с меньшим количеством несгораемых ПАУ и сажи, уменьшая таким образом загрязнение окружающей среды.

Достоверность

Достоверность результатов, полученных в настоящей диссертационной работе, подтверждается использованием подходов и компьютерных программ для нахождения кинетических констант процессов, а также относительных энергий и геометрических параметров продуктов, промежуточных и переходных состояний, прошедших широкую апробацию на сходных с рассматриваемыми в диссертации системах путем сравнения с экспериментальными данными [76-77].

Разработанная в диссертации модель окисления пятичленного кольца на краевых участках ПАУ и сажи была учтена в кинетическом моделировании методом Монте-Карло с молекулярно-механической релаксацией (KMC-MMR) для описания скорости окисления сажи в условиях горения. Отмечено, что модифицированная таким образом модель KMC-MMR удовлетворительно предсказывает темпы окисления сажи наблюдаемых в эксперименте [78].

Разработанный в работе механизм образования циклического продукта С5Н6 в реакции 1,3-бутадиен + СН был подтвержден экспериментально в условиях единичных столкновений в скрещенных молекулярных пучках [79].

Защищаемые положения

1. Оптимизированные структуры (продукты, реагенты, промежуточные и переходные состояния), задействованные в реакции С5Н5 + ОН, а так же зависимые от давления и температуры константы скорости реакции и коэффициенты ветвления продуктов реакции в температурном диапазоне 500-2500 К и давлений: 0.04, 1, 10, 100 атм.

2. Модель окисления радикалами О и ОН пятичленного углеводородного кольца на краю сажи или ПАУ, имеющего две или три общих грани с окружающими его шестичленными кольцами, предсказывающая скорости взаимодействия близкие к газокинетическому пределу и относительные выходы каналов продуктов, включающих раскрытие пятичленного кольца с отрывом атома углерода, для реакций с атомарным кислородом 50-70 % и гидроксильным радикалом менее 1 % в условиях горения (Т= 1500-2500 К).

3. Механизм формирования пятичленного кольца в реакции 1,3-бутадиента С4Н6 + СН включает безбарьерное формирование входного интермедиата С5Н7, претерпевающей череду разветвленных мономолекулярных преобразований, ведущих к 16 конечным продуктам С5Н6 + Н, где образование циклопентадиена (77-80 %) преобладает над остальными изомерами.

Апробация работы

Основные результаты, полученные автором диссертационной работы, были представлены на международных научно-технических конференциях «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (Самарский университет, г. Самара, 2016 и 2021) и «Процессы горения теплообмена и экология тепловых двигателей» (Самарский университет, г. Самара, 2017 и 2019), на конференции-конкурсе молодых физиков (ФИАН, г. Москва, 2018 и 2019), а также на международном

симпозиуме «Неравновесные процессы, плазма, горение и атмосферные явления» (NEPCAP, г. Сочи, 2016).

Личный вклад

Изложенные в диссертационной работе результаты, а также выносимые на защиту положения были получены Галимовой Г.Р. самостоятельно или при непосредственном личном участии. Основные результаты диссертационного исследования были представлены на всероссийских, международных конференциях и симпозиумах. Высокие достижения соискателя были удостоены гранта «Дорожная карта» в 2016 году. С 2017 года соискатель был одним из исполнителей задач Мегагранта Правительства Российской Федерации для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования, научных учреждениях государственных академий наук и государственных научных центрах Российской Федерации от 16 февраля 2017 г. № 14.Y26.31.0020.

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 20 научных работ [22, 79-97] в том числе 10 статей [22, 79-87] в ведущих рецензируемых журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, 1 статья [88] в научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией России и 9 статей [89-97] в сборниках трудов и тезисов докладов международных и всероссийских конференций, а так же симпозиумов.

Объём и структура работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения. Полный объем диссертации составляет 124 страниц, включая 17 рисунков и 7 таблиц. Список литературы 183 содержит наименований.

Глава 1. Окисление пятичленных колец гидроксильным радикалом

Окисление ароматических радикалов играет важную роль в химии горения, поскольку их исходные ароматические молекулы присутствуют в значительных количествах во всех практических углеводородных топливах [98-99]. Таким образом, надежные данные о механизме окисления и кинетике ароматических соединений имеют решающее значение для разработки точных и надежных кинетических моделей пламени горения. Циклопентадиенильный радикал C5H5 был признан ключевым переходным соединением при рассмотрении механизмов окисления ароматических и ациклических молекул [ 100-104]. Это связано с тем, что начальная стадия окисления шестичленного ароматического кольца обычно приводит к его сокращению до пятичленного кольца, а последующая стадия окисления дает молекулу ациклического углеводорода или радикал. Например, окисление бензола включает образование фенильного радикала СбН5 за счет отщепления атома водорода H другими радикалами, присутствующими в пламени (Н, ОН, СНз и др.) [105-107], а затем СбН5 реагирует с молекулярным кислородом с образованием С5Н5 в качестве одного из основных продуктов [108-121]: СбНб + R ^ СбН5 + ЯН

С6Н5 + О2 ^ С6Н5ОО ^ С6Н5О + O ^ С5Н5 + СО + О

^ С5Н5 + СО2

Реакции циклопентадиенила с различными окислителями (O2, O, OH и HO2) были впервые детально теоретически изучены Чжун и Боцелли [122], которые использовали термодинамические параметры из группы аддитивности и полуэмпирические расчеты PM3 и ab initio MP4 и G2, а также эмпирические оценки энергий активации для расчета констант скорости реакции с использованием теории QRRK. Совсем недавно Робинсон и Линдстедт [123] пересмотрели те же самые реакции, используя более продвинутые расчетные методы G4MP2 и G3B3 соответствующих ППЭ. Используя подход РРКМ-ОКУ были сгенерированы константы скорости, зависящие от температуры и давления. Однако расчеты РРКМ-ОКУ, выполненные Робинсоном и Линдстедтом с использованием кода

СИетЯ^е [124], не учитывали многоямочные/многоканальные эффекты в постановке основного уравнения и рассматривали довольно приблизительно безбарьерные каналы, такие как входной канал С5Н5 + О и С5Н5 + ОН и выходной канал С5Н6О ^ С5Н5О + Н.

Существующие кинетические модели для разрушения (окисления) ароматических соединений основаны на оценках констант скорости реакций С 5Н5 на основе гипотетических механизмов, полученных на основе подгонки экспериментальных результатов пламени к профилям концентрации для ключевых соединений [125-130] или использования выражения скорости, предложенного Робинсоном и Линдстедтом [123]. Среди экспериментальных и моделирующих исследований Батлер и Глассман [131] представили наборы данных по окислению циклопентадиенила, измеренные в проточном реакторе, которые послужили основой для дальнейшего исследования основных каналов окисления и роста массы С5Н5. Одним из наиболее важных открытий Батлера и Глассмана является ключевая роль 2,4-циклопентадиенокси-радикала С5Н5О, который может образовываться, в частности, из реакции С5Н5 + О и далее распадаться путем раскрытия кольца с образованием н-бутадиенила, С4Н5, и СО в качестве основных продуктов. Напротив, 2,4-циклопентадиенон С5Н4О не был обнаружен.

Джи и соавторы [129] изучали распространение и затухание пламени циклопентадиена и обрабатывали экспериментальные данные с использованием последних кинетических моделей. Их результаты показали, что как распространение, так и гашение пламени контролируются кинетикой топлива, а также образованием и разрушением таких промежуточных соединений, как циклопентадиенил, циклопентадиенон и циклопентадиенокси. Например, авторы пришли к выводу, что среди потенциальных путей потребления циклопентадиенильных радикалов две соответствующие реакции могут улучшить кинетическую модель высокотемпературного окисления циклопентадиена: мономолекулярное разложение, С5Н5 ^ С3Н3 + С2Н2 и окисление циклопентадиенила гидроксилом, С5Н5 + ОН ^ С4Н6 + СО.

Систематические теоретические исследования механизма и кинетики реакции окисления C5H5 проводятся с применением современных методов для нахождения электронной структуры молекулярных структур теорий расчета кинетических констант скоростей для нахождения более надежных наборов констант скоростей и коэффициентов ветвления продуктов для реакций окисления ароматических соединений в том числе, содержащих пятичленные кольца.

В работе [132] была обсуждена реакция C5H5 + O наряду с мономолекулярным разложением циклопентадиенона с участием атома водорода, происходящим на поверхностях C5H4O и C5H5O. В данной главе приводится ППЭ для соединения C5H6O и константы скорости реакции C5H5 + OH, зависящих от температуры и давления. Развитие неэмпирического теоретического подхода РРКМ-ОКУ, реализованной в пакете MESMER [133], а позднее в программе MESS [134-135], значительно облегчило нахождение констант скоростей сложных реакций с точностью сравнимой с экспериментальной [136], при условии, что энергии соответствующих частиц на ППЭ и их плотности рассчитаны с достаточной точностью.

После рассмотрения реакции C5H5 + OH наше исследование было распространено на реакции гидроксильных радикалов с радикалами ПАУ, содержащими пятичленное кольцо, внедренное в лист шестичленных колец, имитируя окисление пятичленного кольца на сайте листа графена, крупной молекулы ПАУ или частицы сажи. Сажа и ПАУ, как известно, являются основными загрязнителями при сжигании ископаемого топлива, и, следовательно, их рост и разложение в пламени, происходящие за счет добавления или удаления углерода, соответственно, остаются активной областью как экспериментальных, так и теоретических исследований [107,137]. В работе [138] было проведено моделирование окисления молекулярным кислородом на краях ПАУ, используя молекулу пирена (точнее, пиренильный радикал, образующийся при отрыве Н от пирена) в качестве модельной системы для поверхности ПАУ. В работах [139-140] были проведены аналогичные исследования реакции O2 с пиренильным и

кораннуленильным радикалами. Результаты показали, что, подобно реакциям фенила и нафтила с О2 [119,141], окисление шестичленного кольца в пирениле преимущественно стягивает его в пятичленное кольцо с образованием радикала С15Н9. Полученные механизмы окисления пятичленных колец и зависящие от температуры и давления константы скорости были затем использованы в кинетическом моделировании методом Монте-Карло окисления «молекулы» графена, существующей в пламенноподобных средах [138].

Наряду с О2 и О гидроксильный радикал был экспериментально идентифицирован как один из основных окислителей сажи [ 142]. Эдвардс и соавторы теоретически изучили реакцию ОН с фенантриловыми радикалами и показали, что преобладающим результатом реакции является превращение шестичленного цикла в пятичленное [143]. В настоящей главе будут представлены ППЭ и константы скорости реакций С15Н9 + ОН, моделируя таким образом окисление пятичленных колец радикалом ОН на краях ПАУ и сажи. Кроме того, мы сравниваем механизмы и кинетику реакций пятичленного кольца с гидроксильными радикалами, когда такое кольцо изолировано, как в С 5Н5, или встроено в слой шестичленных колец, как в различных изомерах нашего модельного радикала С15Н9, содержащего три шестичленных и одно пятичленное кольцо.

1.1 Теоретические методы исследования

Геометрии всех молекулярных структур (реагентов, продуктов, интермедиатов и барьеров, участвующих в реакции С5Н5 + ОН на поверхности ППЭ С5Н6О и в реакциях С15Н9 + ОН на поверхности С15НюО, были оптимизированы на уровне теории гибридного функционала плотности B3LYP/6-31Ш(ё,р) [144-145]. На том же теоретическом уровне были рассчитаны частоты колебаний, которые в последствии использовались для расчета поправок энергии нулевых колебаний (7РЕ) и зависящих от температуры и давления констант скоростей. Энергии молекулярных соединений на ППЭ С5Н6О были уточнены с использованием

метода явно коррелированных связанных кластеров CCSD(T)-F12 [146-147] с корреляционно-согласованным базисным набором Даннинга сс-рУТ7-112 [148149]. Подход ССSD(T)-F12/сс-рVТZ-f12 близко аппроксимирует энергии CCSD(T)/CBS, то есть энергии в рамках теории связанных кластеров с одиночными и двойными возбуждениями с пертурбативной обработкой тройных возбуждений в пределе полного базисного набора. Точность относительных энергий, найденных в подходе ССSD(Т)-F12/сс-рVТZ-f12//B3LYР/б-311G(d,р) + ZPE(B3LYP/6-311G(d,p)), составляет 1 ккал/моль [150], которые сообщили о средних беззнаковых ошибках в энергиях реакций и высотах барьеров для широкого диапазона реакций, рассчитанных на уровне CCSD(T)-F12/cc-pVTZ-f12 равных 0.55 и 0.28 ккал/моль и максимальные беззнаковые ошибки равны 1.53 и 0.78 ккал/моль соответственно. Для изомеров С15Н100 уточнение одноточечных энергий проводилось с использованием модифицированной составной схемы G3(MP2,CC)//B3LYP [ 151152], где энергии рассчитывались как

Е0 [ G3(MF2,CC)] = E[CCSD(T)/6-311 G**] + AEmp2 + E(ZPE), где АЕмр2 = E[MF2/G3Large] -Е[МР2/6-31Ш**] — поправка базисного набора, а E(ZPE) — энергия нулевых колебаний. В расчетах CCSD(T) и MP2 для частиц с открытой оболочкой энергии вычислялись из ограниченных RHF-RCCSD(T) и неограниченных UMP2 энергий, соответственно, где RHF-RCCSD(T) здесь обозначает частично спин-адаптированную теорию одиночных и двойных кластеров с открытыми оболочками, дополненную поправкой на возмущение для тройных возбуждений, начиная с молекулярных орбиталей, полученных из ограниченных расчетов Хартри-Фока с открытой оболочкой. Диагностика T1 была проверена в ходе расчетов связанных кластеров, чтобы убедиться, что волновые функции не носят многоконфигурационный характер. Относительные энергии, рассчитанные по этой схеме, обычно имеют точность в пределах 1-2 ккал/моль. Все ab initio расчеты выполнены с использованием пакетов программ GAUSSIAN 09 [153] и MOLPRO 2010 [149].

Пакет программ MESS [134-135] был использован для вычисления зависящих от температуры и давления феноменологических констант скоростей путем решения одномерного основного кинетического уравнения. Для системы C5H5 + OH мы использовали параметры столкновения, полученные Хансеном и Джаспером для реакции C5H5 + CH3 с Kr в качестве газа разбавителя [154]. В частности, параметры Леннарда-Джонса принимались равными (е/см-1, о/А) = (230, 4.01). Джаспер и Миллер [155] показали, что результаты для других тяжелых атомных и двухатомных частиц довольно схожи с результатами для Kr, с различиями в точности подхода к прогнозированию параметров переноса энергии при столкновении. Для системы C15H9 + OH параметры Леннарда-Джонса (е/см-1, о/А) = (834.9, 7.24), для пирена, C16H10 и (101.5, 3.615) для азота были взяты из работ Ванга и Френклаха [156] и Вишнякова и соавторов [157-158] соответственно, а попарные значения C15H9 OH/N2 для е и о были рассчитаны как среднегеометрическое и среднеарифметическое соответственно. Модель жесткого ротора, гармонического осциллятора (RRHO) использовалась при расчете плотностей состояний и статистических сумм для локальных минимумов и числа состояний для переходных состояний. Исследование низкочастотных нормальных мод (ННМ) проверялось на соответствие внутренним вращениям. Если соответствие наблюдалось, то ННМ рассматривались как одно/двумерные заторможенные роторы, а не как гармонические осциляторы. Исследование ППЭ на уровне теории B3LYP с базисым набором 6-311G(d,p) позволяло оценивать одно-/двумерные торсионные потенциалы, соответствующие ННМ.

Для оценки константы скорости взаимодействия гидроксильного радикала к C5H5 в пределе высокого давления (HP), для безбарьерных реакций присоединения H к изомерам C5H5O и для ассоциации C4H5 + HCO, мы использовали теорию переходного состояния с переменной координатой реакции VRC-TST [159-160], которая позволяет нам вычислить реактивный поток. Затем реактивный поток был преобразован в макроканонические HP температурные константы скорости, которые, в свою очередь, использовались в расчетах основного уравнения для

зависимости от давления. В этих расчетах были рассчитаны энергии различных структур на уровне теории CASPT2(2,2)/cc-pVDZ [161-162], где активное пространство включало два электрона, соответствующие формированию одинарной связи, распределенная на двух орбиталях. Включение одномерных поправок, зависящих только от расстояний Reo, Rch или Ree, соответствующих образующимся связям, было реализовано следующим образом:

Ессыл [метод] = Eссыл[CASPT2(2,2)/cc-pVDZ] + ДЕ[геом] + AE[CBS] где Ессыл - относительная энергия определенного изомера молекулы C5H6O по отношению к выделенным фрагментам C5H5 + OH, C5H5O + H, или C4H5 + HCO. Е[геом] — поправка, вычисленная как разность энергий сближающихся фрагментов, соответствующих определенному значению Reo, Rch, или Ree. Расчеты Е[геом] были проведены на уровне теории CASPT2(2,2)/сс-рVDZ. В некоторых случаях оптимизация геометрии не была завершена, так как у нас были заморожены валентный и двугранный углы для приближающегося радикала ОН или атома Н, чтобы гарантировать, что они следуют ПМЭ для присоединения к конкретному атому С или О во втором фрагменте C5H5 или C5H4O. E[CBS] представляет собой поправку на экстраполяцию энергий к пределу полного базисного набора, который был рассчитан для структур замороженных фрагментов вдоль ПМЭ, соответствующих конкретным значениям R eo, RCH, или Ree:

AE[CBS] = Ессыл[ CASPT2(2,2)/cc-pVQZ] + {Eссыл[CASPT2(2,2)/cc-pVQZ] -- E^ei[CASPT2(2,2)/cc-pVTZ ]} x 0.69377 - Eссыл[CASPT2(2,2)/cc-pVDZ] Поправки вычислялись при конечных значениях Reo, RCH, или Ree в диапазоне от 1.6 до 8 Ä, а затем применялась интерполяция сплайнами для произвольных значений R в заданном диапазоне для оценки поправок. В ходе расчетов VRC-TST к явно рассчитанной энергии конфигурации добавлялись поправки на основе значения R в этой конфигурации. Теория фазового пространства (ТФП) была использована для расчетов констант скоростей в пределе HP для безбарьерных каналов реакций C15H9 + OH [163]. ТФП необходим, поскольку данные константы, включая начальную стадию присоединения OH и различные отщепления H и HCO

от изомеров C15H10O, должны быть близки к константам скорости для аналогичных стадий реакции в системе C5H5 + OH. В частности, мы подогнали показатели степени и префакторы в апроксимирующей функции так, чтобы они соответствовали константам скорости C15H9 + OH, C15H9O + H и C14H9 + HCO с рассчитанными VRC-TST константами скорости для подобных реакций C5H5 + OH, C5H5O + H и C4H5 + HCO. Константы скорости в пределе HP в фазовом пространстве затем использовались в расчетах MESS для C15H9 + OH.

1.2 Диаграмма поверхности потенциальной энергии (ППЭ) для реакции окисления циклопентадиенила C5H5 гидроксильным радикалом OH

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Галимова Галия Рафаэльевна, 2022 год

Список литературы

1. Frenklach, M. Reaction mechanism of soot formation in flames / M. Frenklach // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2002. - V. 4. - P. 2028-2037.

2. Richter, H. Formation of polycyclic aromatic hydrocarbons and their growth to soot-a review of chemical reaction pathways / H. Richter, J.B. Howard // Progress in Energy and Combustion Science. - 2000. - V. 26. - №. 4-6. - P. 565-608.

3. Haynes, B.S. Models of soot formation and oxidation / B.S. Haynes, H.G. Wagner // Progress in Energy and Combustion Science. - 1997. - V. 23. - P. 95-132.

4. Hansen, N. Photoionization Mass Spectrometric Studies and Modeling of Fuel-Rich Alene and Propyne Flames / N. Hansen, J. A. Miller, C. A. Taatjes, J. Wang, T. A. Cool, M. E. Law, P. R. Westmoreland // Proceedings of the Combustion institute. -2007. - V. 31. - P. 1157-1164.

5. Li, W. Law, Multiple Benzene-Formation Paths in a Fuel-Rich Cyclohexane Flame / W. Li, M. E. Westmoreland, P. R. Kasper, T. Hansen, N. Kohse-Hoinghaus // Combustion and Flame. - 2011. - V. 158. - P. 2077-2089.

6. Marinov, N. M. Modeling of Aromatic and Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Formation in Premixed Methane and Ethane Flames / N. M. Marinov, W. J. Pitz, C. K. Westbrook, M. J. Castaldi, S. M. Senkan // Combustion Science and Technology. -1996. - V. 116-117. - P. 211-287.

7. Lindstedt, R.P. Formation Chemistry in Premixed 1, 3-Butadiene Flames / R.P. Lindstedt, G. Skevis, Benene // Symposium (International) on Combustion. - 1996. -V. 26. - P. 703-709.

8. Goldaniga, A. The Kinetic Modeling of Soot Precursors in a Butadiene Flame / A. Goldaniga, T. Faravelli, E. Ranzi // Combustion and Flame. - 2000. - V. 122. - P. 350-358.

9. Senosiain, J. P. The Reaction of n-and i-C4H5 Radicals with Acetylene / J. P. Senosiain, J. A. Miller // The Journal of Physical Chemistry A. - 2007. - V. 111. - P. 3740-3747.

10. Miller, J. A. Unravelling Combustion Mechanisms through a Auantitative Understanding of Elementary Reactions / J. A. Miller, M. J. Pilling, J. Troe // Proceedings of the Combustion institute. - 2005. - V. 30. - P. 43-88.

11. Zheng, X. L. Experimental Counterflow Ignition Temperatures and Reaction Mechanisms of 1, 3-Butadiene / X. L. Zheng T. F., Lu, C. K. Law // Proceedings of the Combustion institute. - 2007. - V. 31. - P. 367-375.

12. Dagaut, P. The Oxidation of 1, 3-Butadiene: Experimental Results and Kinetic Modeling / P. Dagaut, M. Cathonnet // Combustion Science and Technology. - 1998. - V. 140. - P. 225-257.

13. Miller, J. A. Kinetic and Thermodynamic Issues in the Formation of Aromatic Compounds in Flames of Aliphatic Fuels / J. A. Miller, C. F. Melius // Combustion and Flame. - 1992. - V. 91. - P. 21-39.

14. Lamprecht, A. Propene and Acetylene Flames: a Comparison of Their Flame Chemistries / A. Lamprecht, B. Atakan, K. Kohse-Hoo, Fuel-Rich. Combustion and Flame. - 2000. - V. 122. - P. 483-491.

15. Tsang, W. Chemical Kinetic Data Base for Combustion Chemistry Part V. Propene / W. Tsang // The Journal of Physical Chemistry. - 1991. - V. 20. - P. 221-273.

16. Kaiser, R. I. Crossed-Beam Reaction of Carbon Atoms with Hydrocarbon Molecules. V. Chemical Dynamics of n-C4H3 Formation from Reaction of C(3Pj) with Allene, H2CCCH2 (X1A1) / R. I. Kaiser, A. M. Mebel, A. H. H. Chang, S. H. Lin, Y. T. Lee // The Journal of Physical Chemistry. - 1999. - V. 110. - P. 10330-10344.

17. Stahl, F. III Reaction of the Ethynyl Radical, C2H, with Methylacetylene, CH3CCH, under Single Collision Conditions: Implications for Astrochemistry / F. Stahl, P. Von RagueSchleyer, H. F. Bettinger, R. I. Kaiser, Y. T. Lee, H. F. Schaefer // The Journal of Physical Chemistry. - 2001. - V. 114. - P. 3476-3487.

18. Mansurov, Z.A. Complete Scheme for Fullerene, Graphene, and Soot Formation in Flame / Z.A. Mansurov // Eurasian Chemico-Technological Journal. - 2018. - V. 20. - P. 277-281.

19. Whitesides, R. Detailed Kinetic Monte Carlo Simulations of Graphene-Edge Growth / R. Whitesides, M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry. - 2008. -V. 114. - P. 689-703.

20. Whitesides, R. Effect of reaction kinetics on graphene-edge morphology and composition / R. Whitesides, M. Frenklach // Zeitschrift für Physikalische Chemie. -2015. - V. 229. - P. 597.

21. Adkins, E.M. Towards a taxonomy of topology for polynuclear aromatic hydrocarbons: linking electronic and molecular structure / E.M. Adkins, J.H. Miller // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2017. - V. 19. - P. 28458-28469.

22. Frenklach, M. Detailed, sterically-resolved modeling of soot oxidation: Role of O atoms, interplay with particle nanostructure, and emergence of inner particle burning / M. Frenklach, Z. Liu, R.I. Singh, G.R. Galimova, V.N. Azyazov, A.M. Mebel // Combustion and Flame. - 2018. - V. 188. - P. 284-306.

23. Haynes, B.S. Soot Formation / B.S. Haynes, H.G. Wagner // Progress in Energy and Combustion Science. - 1981. - P. 229-273.

24. Von Gersum, S. High temperature oxidation of soot particles by O atoms and OH radicals / S. von Gersum, P. Roth // Journal of Aerosol Science. - V. 21. - P. 31-34.

25. Von Gersum, S. Soot oxidation in high temperature N 2 O/Ar and NO/Ar mixtures / S. von Gersum, P. Roth // Symposium (International) on Combustion. - 1992. - V. 24. - P. 999-1006.

26. Vierbaum, R. High-temperature oxidation of dispersed soot particles by O atoms / R. Vierbaum, P. Roth // Proceedings of the Combustion institute. - 2002. - V. 29. -P. 2423-2429.

27. Kennedy, I.M. Models of soot formation and oxidation / I.M. Kennedy // Progress in Energy and Combustion Science. - 1997. - V. 23 - P. 95-132.

28. Stanmore, B.R. The oxidation of soot: a review of experiments, mechanisms and models / B.R. Stanmore, J.F. Brilhac, P. Gilot // Carbon. - 2001. - V. 39. - P. 22472268.

29. Khosousi, A. Detailed modelling of soot oxidation by O 2 and OH in laminar diffusion flames / A. Khosousi, S.B. Dworkin // Proceedings of the Combustion institute. - 2015. - V. 35. - P. 1903-1910.

30. Guo, H. Optimized rate expressions for soot oxidation by OH and O 2 / H. Guo, P.M. Anderson, P.B. Sunderland // Fuel. - 2016. - V. 172. - P. 248-252.

31. Strickland-Constable, R.F. The interaction of oxygen and carbon filaments at high temperatures / R.F. Strickland-Constable // Transactions of the Faraday Society. -1944. - V. 40. - P. 333.

32. Nagle, J. Oxidation of carbon between 10 0 0-20 0 0 °C / J. Nagle, R.F. Strickland-Constable // Fifth Carbon Conference. - 1962. - P. 154-164.

33. Walls, J.R. Oxidation of carbon between 10 0 0-20 0 0 °C / J.R. Walls, R.F. Strickland-Constable // Carbon. - 1964. - V. 1. - P. 333-338.

34. Park, C. Shock-tube measurements of soot oxidation rates / C. Park, J.P. Appleton // Combustion and Flame. - 1973. - V. 20. - P. 369-379.

35. Felder, W. Oxidation kinetics of carbon black over 130 0-170 0 K / W. Felder, S. Madronich, D.B. Olsen // Energy Fuels. - 1988. - V. 2. - P. 743-750.

36. Brandt, O. A tunable IR-diode laser technique for measuring reaction rates of high-temperature aerosols / O. Brandt, P. Roth // Combustion and Flame. - 1989. - V. 77. - P. 69-78.

37. Roth, P. High temperature oxidation of suspended soot particles verified by CO and CO 2 measurements / P. Roth, O. Brandt, S. Von Gersum // Symposium (International) on Combustion. - 1991. - V. 23. - P. 1485-1491.

38. Cadman, P. Oxidation rates of soot particulates by oxygen in the temperature range 1500-3500 K determined using a shock-tube / P. Cadman, R.J. Denning // Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. - 1996. - V. 62. - P. 41594165.

39. Ma, X. Soot oxidation kinetics: a comparison study of two tandem ion-mobility methods / X. Ma, C.D. Zangmeister, M.R. Zachariah // The Journal of Physical Chemistry C. - 2013. - V. 117. - P. 10723-10729.

40. Camacho, J. Kinetics of nascent soot oxidation by molecular oxygen in a flow reactor / J. Camacho, Y. Tao, H. Wang // Proceedings of the Combustion institute. -2015. - V. 35. - P. 1887-1894.

41. Jaramillo, I.C. Effect of nanostructure, oxidative pressure and extent of oxidation on model carbon reactivity / I.C. Jaramillo, C.K. Gaddam, R.L. Vander Wal, J.S. Lighty // Combustion and Flame. - 2015. - V. 162. - P. 1848-1856.

42. Frenklach, M. Detailed modeling of soot particle nucleation and growth / M. Frenklach, H. Wang // Symposium (International) on Combustion. - 1991. - V. 23. -P. 1559-1566.

43. Appel, J. Kinetic modeling of soot formation with detailed chemistry and physics: laminar premixed flames of C 2 hydrocarbons / J. Appel, H. Bockhorn, M. Frenklach // Combustion and Flame. - 2000. - V. 121. - P. 122-136.

44. Singh, R.I. Oxidation of graphene-edge six- and five-member rings by molecular oxygen / R.I. Singh, A.M. Mebel, M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry A. - 2015. - V. 119. - P. 7528-7547.

45. Raj, A. Reaction mechanism for the free-edge oxidation of soot by O 2 / A. Raj, G.R. da Silva, S.H. Chung // Combustion and Flame. - 2012. - V. 159. - P. 3423-3436.

46. Raj, A. Structural effects on the oxidation of soot particles by O 2 : experimental and theoretical study / A. Raj, S.Y. Yang, D. Cha, R. Tayouo, S.H. Chung // Combustion and Flame. - 2013. - V. 160. - P. 1812-1826.

47. Fennimore, C.P. Oxidation of soot by hydroxyl radicals / C.P. Fennimore, G.W. Jones // The Journal of Physical Chemistry. - 1967. - V. 71. - P. 593-597.

48. Neoh, K.G. Effect of oxidation on the physical structure of soot / K.G. Neoh, J.B. Howard, A.F. Sarofim // Symposium (International) on Combustion. - 1985. - V. 20.

- P. 951-957.

49. Puri, R. The oxidation of soot and carbon monoxide in hydrocarbon diffusion flames / R. Puri, R.J. Santoro, K.C. Smyth // Combustion and Flame. - 1994. - V. 97.

- P. 125-144.

50. Puri, R. Erratum / R. Puri, R.J. Santoro, K.C. Smyth // Combustion and Flame. -1995. - V. 102. - P. 226-228.

51. Xu F. Soot surface oxidation in hydrocarbon/air diffusion flames at atmospheric pressure / F. Xu, A.M. El-Leathy, C.H. Kim, G.M. Faeth // Combustion and Flame. -2003. - V. 132. - P. 43-57.

52. Kim, C.H. Soot surface growth and oxidation in laminar diffusion flames at pressures of 0.1 -1.0 atm / C.H. Kim, A.M. El-Leathy, F. Xu , G.M. Faeth // Combustion and Flame. - 2004. - V. 136. - P. 191-207.

53. Kim, C.H. Soot surface growth and oxidation at pressures up to 8.0 atm in laminar nonpremixed and partially premixed flames / C.H. Kim, F. Xu, G.M. Faeth // Combustion and Flame. - 2008. - V. 152. - P. 301-316.

54. Ghiassi, H. Soot oxidation by OH: theory development, model, and experimental validation / H. Ghiassi, D. Lignell, J.S. Lighty // Energy Fuels. - 2017. - V. 31. - P. 2236-2245.

55. Frenklach, M. Soot formation in combustion: an international round table discussion / M. Frenklach, H. Jander, H.G. Wagner // 1989. - P. 35-36.

56. Frenklach, M. A unifying picture of gas phase formation and growth of PAH, soot, diamond and graphite, in: J.C. Tarter, S. Chang, D.J. DeFrees (Eds.), Carbon in the Galaxy: Studies from Earth and Space / M. Frenklach // NASA Conference Publication. - 1990. - V. 3061. - P. 259-273.

57. Frenklach, M. Reaction mechanism of soot formation in flames / Physical Chemistry Chemical Physics. - 2002. - V. 4. - P. 2028-2037

58. Yu T. Kinetics of the C 6 H 5 + O 2 reaction at low temperatures / T. Yu, M.C. Lin // Journal of the American Chemical Society. - 1994. - V. 116. - P. 9571-9576.

59. Frenklach, M. Detailed mechanism and modeling of soot particle formation, in: H. Bockhorn (Ed.), Soot Formation in Combustion: Mechanisms and Models / M. Frenklach, H. Wang // Springer-Verlag, Heidelberg. - 1994. - P. 165-192.

60. Frenklach, M. Migration mechanism of aromatic-edge growth / M. Frenklach,

C.A. Schuetz, J. Ping // Proceedings of the Combustion institute. - 2005. - V. 30. - P. 1389-1396.

61. Violi, A. Cyclodehydrogenation reactions to cyclopentafused polycyclic aromatic hydrocarbons / A. Violi // The Journal of Physical Chemistry A. - 2005. - V. 109. - P. 7781-7787.

62. Sendt, K. Density functional study of the chemisorption of O 2 on the armchair surface of graphite / K. Sendt, B.S. Haynes // Proceedings of the Combustion institute.

- 2005. - V. 30. - P. 2141-2149.

63. Sendt, K. Density functional study of the chemisorption of O 2 on the zig-zag surface of graphite / K. Sendt, B.S. Haynes // Combustion and Flame. - 2005. - V. 143.

- P. 629-643.

64. Radovic, L.R. Active sites in graphene and the mechanism of CO 2 formation in carbon oxidation / L.R. Radovic // Journal of the American Chemical Society. - 2009.

- V. 131. - P. 17166-17175.

65. Zubarev, D.Y. Local electronic structure and stability of pentacene oxyradicals /

D.Y. Zubarev, N. Robertson, D. Domin, J. McClean, J. Wang, W.A. Lester, Jr. R. Whitesides, X. You, M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry C. - 2010. -V. 114. - P. 5429-5437.

66. You, X. Thermal decomposition of pentacene oxyradicals / X. You, D.Y. Zubarev, W.A. Lester Jr., M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry A. - 2011.

- V. 115. - P. 14184-14190.

67. Frenklach, M. Reaction mechanism of soot formation in flames / M. Frenklach // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2002. - V. 4. - P. 2028-2037.

68. Frenklach M. On the mechanism of soot nucleation / M. Frenklach, A.M. Mebel // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2020. - V. 22. - P. 5314-5331.

69. Frenklach M. On the low-temperature limit of HACA / M. Frenklach, R.I. Singh, A.M. Mebel // Proceedings of the Combustion Institute - 2019. - V. 37. - P. 969-976.

70. Ghiassi, H. Energy Soot oxidation by OH: theory development, model, and experimental validation / H. Ghiassi, D. Lignell, J.S. Lighty // Energy Fuels. - 2017. -V. 31. - P. 2236-2245.

71. Grimme, S. Effect of the damping function in dispersion corrected density functional theory / S. Grimme, S. Ehrlich, L. Goerigk // J. Comput. Chem. - 2011. -V. 32. - P.1456-1465.

72. Goerigk, L. Efficient and accurate double-hybrid-meta-GGA density functionals-evaluation with the extended GMTKN30 database for general main group thermochemistry, kinetics, and noncovalent interactions / L. Goerigk, S. Grimme // J. Chem. Theory Comput. - 2011. - V. 7. - P. 291-309.

73. Grimme, S., Semiempirical hybrid density functional with perturbative second-order correlation / S. Grimme // J. Chem. Phys. - 2006. - V. 124. - 034108.

74. Becke, A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange / A.D. Becke // Journal of Physical Chemistry. - 1993. - V. 98. - P. 5648-5652.

75. Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, R.G. Parr // Physical Review B. - 1988. - V. 37. - P. 785-789.

76. Klippenstein S.J. From theoretical reaction dynamics to chemical modeling of combustion / S.J. Klippenstein // Proceedings of the Combustion Institute - 2017. -V.36. - P77-111.

77. Zhang J. Prediction of reaction barriers and thermochemical properties with explicitly correlated coupled-cluster methods: a basis set assessment / J. Zhang, E.F. Valeev // Journal chemical theory and computation - 2012. - V.8. - P.3175-3186.

78. Roth P. High temperature oxidation of suspended soot particles verified by CO and CO2 measurements / P. Roth, O. Brandt, S. Von Gersum // Symposium (International) on Combustion - 1991. - V. 23. - P. 1485-1491.

79. He, C. Gas-Phase synthesis of 3-vinylcyclopropene via the crossed beam reaction of the methylidyne radical (CH; X2n) with 1,3-butadiene (CH2CHCHCH2; X*Ag) / C. He, L. Zhao, S. Doddipatla, A.M. Thomas, A.A. Nikolayev, G.R. Galimova, V.N.

Azyazov, A.M. Mebel, R.I. Kaiser // ChemPhysChem. - 2020. - V. 21(12). - P. 12951309.

80. Galimova, G.R. Reaction mechanism, rate constants, and product yields for the oxidation of Cyclopentadienyl and embedded five-member ring radicals with hydroxyl / G.R. Galimova, V.N. Azyazov, A.M. Mebel // Combustion and Flame. - 2018. - V. 187. - P. 147-164.

81. Galimova, G.R. Reaction mechanism, rate constants, and product yields for the oxidation of embedded five-member ring radicals with atomic oxygen / G.R. Galimova, V.N. Azyazov, D.P. Porfiriev, A.M. Mebel // Chemical Physics. - 2019. -V. 519. - P. 101-109.

82. Thomas, A.M. Combined experimental and computational study on the reaction dynamics of the 1-propynyl (CH3CC)-1,3-butadiene (CH2CHCHCH2) system and the formation of toluene under single collision conditions / A.M. Thomas, C. He, L. Zhao, G.R. Galimova, A.M. Mebel, R.I. Kaiser // Journal of Physical Chemistry A. - 2019. - V. 123(19). - P. 4104-4118

83. Thomas, A.M. A barrierless pathway accessing the C9H9 and C9H8 potential energy surfaces via the elementary reaction of benzene with 1-propynyl // A.M. Thomas, S. Doddipatla, R.I. Kaiser, G.R. Galimova, A.M. Mebel // Scientific Reports - 2019. -V.9(1) - P. 17595.

84. He, C. Gas-Phase formation of fulvenallene (C7H6) via the Jahn-Teller distorted tropyl (C7H7) radical intermediate under single-collision conditions / C. He, A.M. Thomas, G.R. Galimova, A.N. Morozov, A.M. Mebel, R.I. Kaiser // Journal of the American Chemical Society. - 2020. - V. 142(6). - P. 3205-3213.

85. Doddipatla, S. Low-temperature gas-phase formation of indene in the interstellar medium / S. Doddipatla, G.R. Galimova, H. Wei, A.M. Thomas H. Chao Y. Zhenghai, A.N. Morozov, C.N. Shingledecker, A.M. Mebel, R.I. Kaiser // Science Advances. -2021. - V. 7(1). - eabd4044.

86. He, C. Gas-phase formation of C5H6 isomers via the crossed molecular beam reaction of the methylidyne radical (CH; X2n) with 1,2-Butadiene (CH3CHCCH2;

X!A') / C. He, A.A. Nikolayev, L. Zhao, A.M. Thomas, S. Doddipatla, G.R. Galimova, V.N. Azyazov, A.M. Mebel, R.I. Kaiser // Journal of Physical Chemistry A. - 2021. -V. 125(1) - P. 126-138.

87. Galimova, G.R. The role of methylaryl radicals in the growth of polycyclic aromatic hydrocarbons: the formation of five-membered rings / G.R. Galimova, I.A. Medvedkov, A.M. Mebel // Journal of Physical Chemistry A. - 2022. - V. 126(7). - P. 1233-1244.

88. Галимова Г.Р. Квантовохимическое исследование механизма окисления C15H9 гидроксильным радикалом / Г.Р. Галимова, A.M. Мебель, В.Н. Азязов // Физическое образование в ВУЗах. - 2018. - T. 24 - № S1. - C. 19-21.

89. Галимова Г.Р. Окисление молекулы пирена радикалом OH / Г.Р. Галимова, А.М. Мебель, В.Н. Азязов // Сборник трудов XIII Всероссийского молодежного Самарского конкурса-конференции научных работ по оптике и лазерной физике.

- 2015. - С.273-279.

90. Галимова Г.Р. Образование и окисление полициклических ароматических углеводородов в горении / Г.Р. Галимова, A.M. Мебель, В.Н. Азязов // Сборник трудов Проблемы и перспективы развития двигателестроения. материалы докладов международной научно-технической конференции. - 2016. - С. 86-87.

91. Galimova, G.R. Oxidation of C16H10 by OH: Quantum-chemical studies / G.R. Galimova, A.M. Mebel, V.N. Azyazov // Nonequilibrium processes in physics and chemistry // Nonequilibrium Phenomena: Plasma, Combustion, Atmosphere. - 2016.

- С. 57-62.

92. Галимова Г.Р. Окисление молекулы пирена C16H10 гидроксилом OH / Г.Р. Галимова, A.M. Мебель, В.Н. Азязов // Сборник трудов Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей. Сборник трудов X Международной научно-технической конференции. - 2017. - С. 43-45.

93. Galimova, G.R. Quantum chemical study of the mechanism of oxidation of C15H9 by atomic oxygen / G.R. Galimova, V.N. Azyazov, A.M. Mebel // MATEC Web of Conferences. - 2018. - V. 209. - №00008.

94. Галимова Г.Р. Реакция 1-пропинила с диацетиленом / Г.Р. Галимова, A.M. Мебель // Труды конференции-конкурса молодых физиков. - 2019. - Т. 25. № S2.

- С. 196-197.

95. Галимова Г.Р. Квантово-механическое исследование реакции 1-пропинила с 1,3-бутадиентов / Г.Р. Галимова, A.M. Мебель // Труды конференции-конкурса молодых физиков. - 2019. - Т. 25. № S2. - С. 194-195.

96. Галимова Г.Р. Реакция 1-пропинила с бензолом в условиях горения / Г.Р. Галимова, В.С. Красноухов, В.Н. Азязов, A. М. Мебель // Труды Всероссийской научно-технической конференции. - 2019. - С. 85-87.

97. Галимова Г.Р. Квантово-химические вычисления реакции стирол + CH / Г.Р. Галимова, В.Н. Азязов, A. М. Мебель // Труды конференции Проблемы и перспективы развития двигателестроения. - 2021. - С. 275-277.

98. Roubaud, A. Oxidation and combustion of low alkyl benzenes at high pressure: comparative reactivity and auto-ignition / A. Roubaud, R. Minetti, L.R. Sochet // Combustion and Flame. - 2000. - V. 121. - P. 535-541.

99. Grumman, N. Northrop grumman petroleum product survey reports / N. Grumman // Updated Annually, available at http://pps.ms.northropgrumman.com/

100. Edwards, T. Surrogate mixtures to represent complex aviation and rocket fuels / T. Edwards, L.Q. Maurice // Journal of Propulsion and Power. - 2001. - V. 17. - P. 461-466.

101. Violi, A.S. Experimental formulation and kinetic model for JP- 8 surrogate mixtures / A.S. Violi, S. Yan, E.G. Eddings, A.F. Sarofim, S. Granata, T. Faravelli, E. Ranzi // Combustion Science and Technology. - 2002. - V. 174. - P. 399-417.

102. Eddings, E.G. Formulation of a surrogate for the simulation of jet fuel pool fires / E.G. Eddings, S. Yan, W. Ciro, A.F. Sarofim / Combustion Science and Technology.

- 2005. - V. 117. - P. 715-739.

103. Cooke, J.A. Computational and experimental study of JP-8, a surrogate, and its components in counterflow diffusion flames / J.A. Cooke, M. Bellucci, M.D. Smooke,

A. Gomez, A. Violi, T. Faravelli, E. Ranzi // Proceedings of the Combustion institute. - 2005. - V. 30. - P. 439-446.

104. Humer, S. Experimental and kinetic modeling study of combustion of JP-8, its surrogates and reference components in laminar nonpremixed flows / S. Humer, A. Frassoldati, S. Granata, T. Faravelli, E. Ranzi, R. Seise , K. Seshadri // Proceedings of the Combustion institute. - 2007. - V. 31. - P. 393-400.

105. Seta, T. High-temperature reactions of OH radicals with benzene and toluene / T. Seta, M. Nakajima, A. Miyoshi // The Journal of Physical Chemistry A. - 2006. -V. 110. - P. 5081-5090.

106. Zhang, H.X. Rate constants for abstraction of hydrogen from benzene, toluene, and cyclopentane by methyl and ethyl radicals over the temperature range 650-770 K / H.X. Zhang, S.I. Ahonkhai, M.H. Back // Canadian Journal of Chemistry. - 1989. -V. 67. - P. 1541-1549.

107. Frenklach, M. Reaction mechanism of soot formation in flames / M. Frenklach // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2002. - V. 4. - P. 2028-2037

108. Yu, T. Kinetics of phenyl radical reactions studied by the cavity-ring-down method / T. Yu, M.C. Lin // Journal of the American Chemical Society. - 1993. - V. 115. - P. 4371-4372.

109. Yu, T. Kinetics of the C6H5 + O2 reaction at low temperatures / T. Yu, M.C. Lin // Journal of the American Chemical Society. - 1994. - V. 116. - P. 9571-9576.

110. Sommeling, P.M. Rate of reaction of phenyl radicals with oxygen in solution and in the gas phase / P.M. Sommeling, P. Mulder, R. Louw, D.V. Avila, J. Lusztyk, K.U. Ingold // Journal of Physical Chemistry. - 1993. - V. 97. - P. 8361-8364.

111. Frank, P. High-temperature reactions of phenyl oxidation / P. Frank, J. Herzler, T. Just, C. Wahl // Symposium (International) on Combustion. - 1994. - V. 25. - P. 833-840.

112. Schaugg, J. Transport phenomena in combustion, 8th International Symposium on Transport Phenomena in Combustion / J. Schaugg, R.S. Tranter, H.-H. Grotheer //

8th International Symposium on Transport Phenomena in Combustion. - 1995. - P. 130.

113. Barckholtz, C. Computational study of the mechanisms for the reaction of O 2 with aromatic radicals / C. Barckholtz, M.J. Fadden, C.M. Hadad // The Journal of Physical Chemistry A. - 1999. - V. 103. - P. 8108-8117.

114. Fadden, M.J. Unimolecular decomposition of the 2-oxepinoxy radical: A key seven-membered ring intermediate in the thermal oxidation of benzene / M.J. Fadden,

C.M. Hadad // The Journal of Physical Chemistry A. - 2000. - V. 104. - P. 8121-8130.

115. Lindstedt, P. Thermodynamic and kinetic issues in the formation and oxidation of aromatic species / P. Lindstedt, L. Maurice, M. Meyer // Faraday Discuss. - 2001. -V. 119.

116. Tokmakov, I.V. The reaction of phenyl radical with molecular oxygen: A G2M study of the potential energy surface / I.V. Tokmakov, G.-S. Kim, V.V. Kislov, A.M. Mebel, M.C. Lin // The Journal of Physical Chemistry A. - 2005. - V. 109. - P. 61146127.

117. Da Silva, G. Variational analysis of the phenyl + O 2 and phenoxy + O reactions / G. da Silva, J.W. Bozzelli // The Journal of Physical Chemistry A. - 2008. - V. 112.

- P. 3566-3575.

118. Tanaka, K. Pressure dependence of phenylperoxy radical formation in the reaction of phenyl radical with molecular oxygen / K. Tanaka, M. Ando, Y. Sakamoto, K. Tonokura // International Journal of Chemical Kinetics. - 2012. - V. 44. - P. 41-50.

119. Parker, D.S.N. Toward the oxidation of the phenyl radical and prevention of PAH formation in combustion systems / D.S.N. Parker, R.I. Kaiser, T.P. Troy, O. Kostko, M. Ahmed, A.M. Mebel // The Journal of Physical Chemistry A. - 2014. - V.

119. - P. 7145-7154.

120. Kislov, V.V. Rate coefficients and product branching ratios for the oxidation of phenyl and naphthyl radicals: A theoretical RRKM-ME study / V.V. Kislov, R.I. Singh,

D.E. Edwards, A.M. Mebel, M. Frenklach // Proceedings of the Combustion institute.

- 2015. - V. 35. - P. 1861-1869.

121. Zhang, F. Recombination of aromatic radicals with molecular oxygen / F. Zhang, A. Nicolle, L. Xing, S.J. Klippenstein // Proceedings of the Combustion institute. -2017. - V. 36. - P. 169-177.

122. Zhong, X. Thermochemical and kinetic analysis of the H, OH, HO 2 , O, and O 2 association reactions with cyclopentadienyl radical / X. Zhong, J.W. Bozzelli // The Journal of Physical Chemistry A. - 1998. - V. 102. - P. 3537-3555.

123. Robinson, R.K. On the chemical kinetics of cyclopentadiene oxidation / R.K. Robinson, R.P. Lindstedt // Combustion and Flame. - 2011. - V. 158. - P. 666-686.

124. Mokrushin, V. ChemRate, Version 1.5.2 / V. Mokrushin, V. Bedanov, W. Tsang, M. Zachariah, V. Knyazev // National Institute of Standards and Testing, Gaithersburg. - 2006.

125. Venkat, C. High temperature oxidation of aromatic hydrocarbons / C. Venkat, K. Brezinsky, I. Glassman // Symposium (International) on Combustion. - 1982. - V. 19. - P. 143-152.

126. Tan, Y. A detailed comprehensive kinetic model for benzene oxidation using the recent kinetic results / Y. Tan, P. Frank // Symposium (International) on Combustion. - 1996. - V. 26. - P. 677-684.

127. Alzueta, M.U. Experimental and kinetic modeling study of the oxidation of benzene / M.U. Alzueta, P. Glarborg, K. Dam-Johansen // International Journal of Chemical Kinetics. - 2000. -V. 32. - P. 498-522.

128. Ristori A. Benzene oxidation: experimental results in a JDR and comprehensive kinetic modeling in JSR, shock-tube and flame / A. Ristori, P. Dagaut, A .E. Bakali, G. Pengloan, M. Cathonnet // Combustion Science and Technology. - 2001. - V. 167. -P. 223-256.

129. Ji. C. Propagation and extinction of cyclopentadiene flames / C. Ji, R. Zhao, B. Li, F.N. Egolfopoulos // Proceedings of the Combustion institute. - 2013. - V. 34. - P. 787-794.

130. Emdee, J.L. A kinetic model for the oxidation of toluene near 1200 K / J.L. Emdee, K. Brezinsky, I. Glassman // The Journal of Physical Chemistry. - 1992. - V. 96. - P. 2151-5161.

131. Butler, R.G. Cyclopentadiene combustion in a plug flow reactor near 1150 K / R.G. Butler, I. Glassman // Proceedings of the Combustion institute. - 2009. - V. 32.

- P. 395-402.

132. Ghildina, A.R. Reaction mechanism, rate constants, and product yields for unimolecular and H-assisted decomposition of 2,4-cyclopentadienone and oxidation of cyclopentadienyl with atomic oxygen / A.R. Ghildina, A .D. Oleinikov, V.N. Azyazov, A.M. Mebel // Combustion and Flame. - 2017. - V. 183. - P. 181-193.

133. Glowacki, D.R. MESMER: An open-source master equation solver for multi-energy well reactions / D.R. Glowacki, C.H. Liang, C. Morley, M.J. Pilling, S.H. Robertson // The Journal of Physical Chemistry A. - 2012. - V. 116. - P. 9460-9545.

134. Georgievskii, Y. Master Equation System Solver (MESS) / Y. Georgievskii, S.J. Klippenstein // available online at http://tcg.cse.anl.gov/papr - 2015.

135. Georgievskii, Y. Reformulation and solution of the master equation for multiple-well chemical reactions / Y. Georgievskii, J.A. Miller, M.P. Burke, S.J. Klippenstein // The Journal of Physical Chemistry A. - 2013. - V. 117. - P. 12146-12154.

136. Jasper, A.W. Predictive a priori pressure-dependent kinetics / A.W. Jasper, K.M. Pelzer, J.A. Miller, E. Kamarchik, L.B. Harding, S.J. Klippenstein // Science. - 2014.

- V. 346. - P. 1212-1215.

137. Wang, H. Formation of nascent soot and other condensed phase materials in flames / H. Wang // Proceedings of the Combustion institute. - 2011. - V. 33. - P. 4167.

138. Singh, R.I. Oxidation of graphene-edge six- and five-member rings by molecular oxygen / R.I. Singh, A.M. Mebel, M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry A. - 2015. - V. 119. - P. 7528-7547.

139. Raj, A. Reaction mechanism for the free-edge oxidation of soot by O 2 / A. Raj, G.R. da Silva, S.H. Chung // Combustion and Flame. - 2012. - V. 159. - P. 3423-3436.

140. A. Raj Structural effects on the ox- idation of soot particles by O 2 : Experimental and theoretical study / A. Raj, S.Y. Yang, D. Cha, R. Tayouo, S.H. Chung // Combustion and Flame. - 2013. - V. 160. - P. 1812-1826.

141. Zhou, C.-W. The reaction mechanism of naphthyl radicals with molecular oxygen. I. A theoretical study of the potential energy surface / C.-W. Zhou, V.V. Kislov, A.M. Mebel // The Journal of Physical Chemistry A. - 2012. - V. 116. - P. 1571-1585.

142. Glassman, I. Combustion / I. Glassman, R.A. Yetter // Academic. - 2008.

143. Edwards, D.E. Pathways to soot oxidation: reaction of OH with phenanthrene radicals / D.E. Edwards, D.Y. Zubarev, W.A. Lester Jr, M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry A. - 2014. - V. 118. - P. 8606-8613.

144. Becke, A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange / A.D. Becke // Journal of Physical Chemistry. - 1993. - V. 98. - P. 56485652.

145. Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, R.G. Parr // Physical Review B. - 1988. - V. 37. - P. 785-789.

146. Adler, T.B. A simple and efficient CCSD(T)-F12 approximation / T.B. Adler, G. Knizia, H.-J. Werner // Journal of Physical Chemistry. - 2007. - V. 127. - P. 221106.

147. Knizia, G. Simplified CCSD(T) - F12 methods: Theory and benchmarks / G. Knizia, T.B. Adler, H.-J. Werner // Journal of Physical Chemistry. - 2009. - V. 130. -P.054104.

148. Dunning, T.H. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen / T.H. Dunning // Journal of Physical Chemistry. - 1989. - V. 90. - P. 1007-1023.

149. Werner, H.J. MOLPRO, version 2010.1 / H.-J. Werner, P.J. Knowles, G. Knizia, F.R. Manby, M. Schütz // a package of ab initio programs, http://www.molpro.net

150. Zhang, J. Prediction of reaction barriers and thermochemical properties with explicitly correlated coupled-cluster methods: A basis set assessment / J. Zhang, E.F. Valeev // Journal of Chemical Theory and Computation. - 2012. - V. 8. - P. 31753186.

151. Baboul, A .G. Gaussian-3 theory using density functional geometries and zeropoint energies / A .G. Baboul, L.A. Curtiss, P.C. Redfern, K. Raghavachari // Journal of Physical Chemistry. - 1999. - V. 110. - P. 101-107.

152. Curtiss, L.A. Gaussian-3 theory using coupled cluster energies / L.A. Curtiss, K. Raghavachari, P.C. Redfern, A.G. Baboul, J.A. Pople // Chemical Physics Letters. -1999. - V. 314. - P. 101-107.

153. Frisch, M.J. Gaussian 09, revision B.01, Gaussian / M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel // Inc, Wallingford, CT. - 2010.

154. Jasper, A.W. Hydrogen-assisted isomerizations of fulvene to benzene and of larger cyclic aromatic hydrocarbons / A.W. Jasper, N. Hansen // Proceedings of the Combustion institute. - 2013. - V. 34. - P. 279-287.

155. Jasper A .W. Theoretical unimolecular kinetics for CH 4 + M CH 3 + H + M in eight baths, M = He, Ne, Ar, Kr, H 2 , N 2 , CO, and CH 4 / A .W. Jasper, J.A . Miller // The Journal of Physical Chemistry A. - 2011. - V. 115. - P. 6438-6455.

156. Wang, H. Transport properties of polycyclic aromatic hydrocarbons for flame modeling / H. Wang, M. Frenklach // Combustion and Flame. - 1994. - V. 96. - P. 163-170.

157. Vishnyakov, A. Statistical geometry of cavities in a metastable confined fluid / A. Vishnyakov, P.G. Debenedetti, A.V. Neimark // Physical Review E. - 2000. - V. 62. - P. 538-544.

158. Neimark, A.V. Adsorption hysteresis in nanopores / A.V. Neimark, P.I. Ravikovitch, A. Vishnyakov // Physical Review E. - 2000. - V. 62. - P. 1493-1496.

159. Georgievskii, Y. Transition state theory for multichannel addition reactions: multifaceted dividing surfaces / Y. Georgievskii, S.J. Klippenstein // The Journal of Physical Chemistry A. - 2003. - V. 107. - P. 9776-9781.

160. Georgievskii, Y. Variable reaction coordinate transition state theory: Analytic results and application to the C2H3 + H ^ C2H4 reaction / Y. Georgievskii, S.J. Klippenstein // The Journal of Physical. - 2003. - V. 118. - P. 5442-5455.

161. Celani, P. Multireference perturbation theory for large restricted and selected active space reference wave functions / P. Celani, H.-J. Werner// The Journal of Physical. - 2000. - V. 112. - P. 5546-5557.

162. Shiozaki, T. Extended multi-state complete active space second- order perturbation theory: energy and nuclear gradients / T. Shiozaki, W. Gyorffy, P. Celani, H.-J. Werner // The Journal of Physical. - 2011. - V. 135. - P. 081106.

163. Klippenstein, S.J. Classical phase space theory for product state distributions with application to the v-j vector correlation / S.J. Klippenstein, J.I. Cline // The Journal of Physical. - 1995. - V. 103. - P. 5451-5460.

164. Stanmore, B.R. The oxidation of soot: review of experiments, mechanisms and models / B.R. Stanmore, J.F. Brilhac, P. Gilot // Carbon. - 2001. - V.39. - P. 22472268.

165. Yu, T. Kinetics of the C6H5 + O2 reaction at low temperatures // T. Yu, M.C. Lin, Journal of the American Chemical Society. - 1994. - V. 116. - P.9571-9576.

166. Lin M.C. Ab Initio Molecular Orbital Study of the O + C6H5O Reaction // M.C. Lin, A.M. Mebel, Journal of Physical Organic Chemistry. - 1995. - V. 8. - P. 407-420.

167. Fennimore C.P. / C.P. Fennimore, G.W. Jones // The Journal of Physical Chemistry. - 1967. - V. 71. - P. 593.

168. Singh, R.I. / R.I. Singh, A.M. Mebel, M. Frenklach // The Journal of Physical Chemistry A. - 2015. - V. 119. - P. 7528.

169. Appel, J. / J. Appel, H. Bockhorn, M. Frenklach // Combustion and Flame. -2000. - V. 121. - P. 122.

170. Vander Wal, R.L. / R.L. Vander Wal, A. Yezerets, N.W. Currier, D.H. Kim, C.M. Wang // Carbon. - 2007. - V. 45. - P. 70.

171. Ess, M.N. / M.N. Ess, H. Bladt, W. Muhlbauer, S.I. Seher, C. Zollner, S. Lorenz,

D. Bruggemann, U. Nieken, N.P. Ivleva, R. Niessner // Combustion and Flame. - 2016. - V. 163. - P. 157.

172. Haynes, B.S. / B.S. Haynes // Combustion and Flame. - 2001. - V. 126. - P. 1421.

173. Singh, R. / R. Singh, M. Frenklach // Carbon. - 2016. - V. 101. - P. 203.

174. Raj, A. / A. Raj, G.R. da Silva, S.H. Chung, Combustion and Flame. - 2012. -V. 159. - P. 3423.

175. Raj, A. / A. Raj, S.Y. Yang, D. Cha, R. Tayouo, S.H. Chung, Combustion and Flame. - 2013. - V. 160. - P. 1812.

176. Galimova, G.R. / G.R. Galimova, V.N. Azyazov, A.M. Mebel // Combustion and Flame. - 2018. - V. 187.

177. Klippenstein, S.J. / S.J. Klippenstein, J.I. Cline // The Journal of Physical Chemistry. - 1995. - V. 103. - P. 5451

178. Hansen, N. / N. Hansen, S. J. Klippenstein, J. A. Miller, J. Wang, T. A. Cool, M.

E. Law, P. R. Westmoreland, T. Kasper, K. Kohse-Hoinghaus // The Journal of Physical Chemistry. - 2006. - V. 110. - P. 4376-4388.

179. Hansen, N. / N. Hansen, J. A. Miller, C. A. Taatjes, J. Wang, T. A. Cool, M. E. Law, P. R. Westmoreland Proceedings of the Combustion institute. - 2007. - V. 31. -P. 1157-1164.

180. Yang, B. / B. Yang, C. Huang, L. Wei, J. Wang, L. Sheng, Y. Zhang, F. Qi, W. Zheng, W.-K. Li // Chemical Physics Letters. - 2006. - V. 423. - P. 321-326.

181. Cernicharo, J. / J. Cernicharo, C. Kahane, J. Gomez-Gonzalez, M. Guelin // Astronomy & Astrophysics. - 1986. - V. 167. - P. 5-7.

182. He, C. / C. He, L. Zhao, A. M. Thomas, A. N. Morozov, A. M. Mebel, R. I. Kaiser // The Journal of Physical Chemistry A. - 2019. - V. 123. - P. 5446-5462.

183. Kislov, V. V. / V. V. Kislov, T. L. Nguyen, A. M. Mebel, S. H. Lin, S. C. Smith // The Journal of Physical Chemistry. - 2004. - V. 120. - P. 7008-7017.