Ngày 6 tháng 4 năm 2017, nhóm nghiên cứu khoa học Phân tử và Vật liệu Nano dẫn đầu là anh Mai Văn Thanh Tâm vừa công bố nghiên cứu mới có tên “Động học phản ứng phân hủy nhiệt Acetic Anhydride - Mô hình tích hợp tất định và ngẫu nhiên” trên tạp chí Hóa lý (The Journal of Physical Chemistry) với chỉ số IF 2.883.
.
Acetic anhydride, (CH₃CO)₂O được xem là tác nhân acetyl hóa nó phân hủy nhiệt để tạo thành ketene và acetic acid theo phương trình phản ứng: (CH₃CO)₂O →  CH₂CO + CH₃COOH. Phản ứng này đang rất được quan tâm nhằm mục đích điều chế ketene (CH₂CO), một chất trung gian quan trọng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hydrocarbon. Tuy nhiên quan trọng là vậy, nhưng chỉ một số lượng ít các nghiên cứu động học cho phản ứng này kể cả thực nghiệm và lý thuyết. Vì vậy, nhóm nghiên cứu của anh Mai Văn Thanh Tâm đã áp dụng mô hình tích hợp cả phương pháp deterministic và stochastic trong phạm vi master equation/Rice–Ramsperger– Kassel–Marcus (ME/RRKM) (thông qua chương trình tính toán Multi-Species Multi-Channels (MSMC) được phát triển tại Viện Khoa học và Công nghệ Tính toán) (Minh v. Duong et al., Int. J. Chem. Kinet., 2015, 47(9), 564-575), đây là nghiên cứu đầu tiên xác định đặc tính trạng thái động học phụ thuộc cả nhiệt độ và áp suất sự phân hủy nhiệt của acetic anhydride trong khoảng điều kiện rộng. Đặc biệt, nhóm nghiên cứu của anh Tâm sử dụng bề mặt thế năng và các thông số phân tử đạt được từ tính toán cấu trúc điện tử ở mức độ cao CCSD(T)/CBS, những thông số nhiệt động học vĩ mô và hằng số tốc độ thu được với sự hiệu chỉnh hiệu ứng xoay chắn quanh các liên kết đơn và hiệu ứng xuyên hầm.
.
Kết quả tính toán thu được rất phù hợp với kết quả thực nghiệm, kết quả từ phương pháp deterministic và stochastic xác nhận và bổ trợ cho nhau con đường phân hủy chính của acetic anhydride là thông qua trạng thái chuyển tiếp vòng 6 với rào cản năng lượng khoảng 35.2 kcal×mol^-1 tại 0-K. Quan sát này được hiểu rõ và xác nhận thông qua phân tích độ nhạy trên nồng độ các chất theo thời gian và hằng số tốc độ thu được tương ứng với rào cản năng lượng. Với kết quả hợp lý này, nhóm nghiên cứu của anh Tâm đề xuất mô hình tích hợp trên có thể tự tin được sử dụng trong khoảng điều kiện rộng như là một công cụ hiệu quả và có khả năng dự đoán trong mô hình hóa và mô phỏng động học chi tiết cho phản ứng này; vì vậy có thể mở rộng cho các hệ phản ứng hóa học phức tạp khác.
.
Graphical abstract


.
Xem bài báo tại đây                                                                                                           

                                      Tác giả: Thanh Tâm 
Biên tập: Kim Loan