摘要
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)。
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