化石燃料的开发成本逐年增加;燃烧化石燃料引发的环境污染也越来越严重了,这些问题逐渐引起世人的关注。寻找价格低廉,清洁燃烧的新能源成为现在日益关注的话题。得益于高效的从废弃生物质生产呋喃类生物燃料的方法,呋喃类生物燃料被认为是一种非常有潜力的新型替代能源。为探究呋喃类生物燃料的性质,本论文选取3-甲基呋喃为研究对象,对3-甲基呋喃的热解反应动力学机理进行深入探究,构建了3-甲基呋喃燃烧反应动力学模型;并比较了3-甲基呋喃与其同分异构体2-甲基呋喃热解之间的异同,探讨了甲基位置不同对甲基呋喃类燃料的热解影响。论文分为实验部分和模型研究两部分。实验时,本论文运用同步辐射真空紫外光电离质谱并结合超声分子束取样技术,对3-甲基呋喃在30 Torr和760 Torr条件下进行流动管热解实验。实验主要分为两个部分。一方面,固定热解温度,扫描光子能量,获取了多张中间产物光电离效率（PIE）谱,从而鉴别了多种中间产物、同分异构体以及自由基,如2-丁炔（C₄H₆-2）、1,3-丁二烯（C₄H₆）、乙烯基乙炔（C₄H₄）、乙烯（C₂H₄）、乙炔（C₂H₂）、丙二烯（C₃H₄-a）、丙炔（C₃H₄-p）、乙烯酮（CH₂CO）、一氧化碳（CO）、呋喃（furan）、甲烷（CH₄）、甲基（CH3）、炔丙基（C3H3）和3-呋喃基甲基（MF33J）等。另一方面,保持光子能量不变,连续改变条件温度,探测燃料、中间产物、生成物等随温度变化的摩尔分数曲线,并与数值模拟结果进行对比,验证了3-甲基呋喃模型的在预测热解过程方面的准确性。在3-甲基呋喃的模型构建上,本论文发展了一个完整的包含603个物种,3042步反应的3-甲基呋喃热解机理。本论文中,此机理应用于Chemkin软件中,利用Chemkin中的Plog Flow Reactor模块进行热解实验的数值模拟,预测了燃料以及一些重要产物的热解曲线。而且通过Chemkin自带的后处理程序对燃料的分解路径、重要中间体的生成消耗过程做了详细的分析。基于本论文对3-甲基呋喃热解的理论和实验的研究以及2-甲基呋喃的相关研究,对3-甲基呋喃的热解动力学机理,以及3-甲基呋喃热解与2-甲基呋喃热解的异同进行了深入的研究。研究表明本论文构建的3-甲基呋喃的热解动力学模型能够很好地预测3-甲基呋喃的热解过程。基于对该模型的ROP分析以及灵敏度分析,发现3-甲基呋喃在低压下主要受氢转移反应控制,在常压下受氢转移反应和夺氢反应控制。同时,本文对碳烟生成相关的芳香族化合物的生成与消耗路径做了详细的分析。通过3-甲基呋喃与2-甲基呋喃的理论与实验比较得知,3-甲基呋喃热解与2-甲基呋喃热解在热解温区方面上相差不大,主要的差异集中在甲基位置的不同,甲基位置的不同会导致2-甲基呋喃与3-甲基呋喃在氢转移反应方面的差异,进而导致热解消耗途径的差异。通过对3-甲基呋喃热解反应动力学的理论和实验研究,比较了两种甲基呋喃热解的异同点,拓展了呋喃类燃料的理论研究。