CO_2诱导肼类燃料低温反应机理研究

作者：陈睿哲; 刘永峰^*; 王龙; 毕贵军; 宋金瓯

来源：火炸药学报, 2023, 46(05): 427-435.

DOI：10.14077/j.issn.1007-7812.202301004

• 量子化学
• 肼类燃料
• CO_2诱导
• 活性位点
• 肼(N_2H_4)
• 甲基肼(MMH)
• 偏二甲肼(UDMH)

为研究CO2诱导肼类燃料在低温下的反应机理，采用量子化学计算对肼(N2H4)、甲基肼(MMH)和偏二甲肼(UDMH)在不同温度下与CO2的反应过程与势能面进行了分析。利用分子平均局部离子化能(ALIE)与福井函数/双描述符预测了N2H4、MMH和UDMH的反应活性位点，通过过渡态理论获得不同肼类燃料与CO2反应的路径，构建其通道势能面，根据高精度能量获得宽温度范围下热力学参数与动力学数据。结果表明N2H4活性位点为N,MMH活性位点为与甲基相连的N,UDMH活性位点为氨基中的N;CO2诱导肼类燃料低温反应的主要产物为肼羧酸，该反应为低温正向、高温逆向反应，这与常规燃料反应呈现相反的特点；在10MPa压力下，N2H4的正逆向反应转变温度最小，约为400K,MMH的正逆向反应转变温度约为460K,而UDMH很难与CO2反应；肼类燃料与CO2的反应速率常数随温度升高而增大，其中MMH反应速率常数最大，在10MPa、453K环境下k为3.51×10-8L/(s·mol)。

• 单位
  四川大学; 天津大学; 北京建筑大学