RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟

彭莉娟 姚倩 王静波 李泽荣 朱权 李象远

引用本文: 彭莉娟,  姚倩,  王静波,  李泽荣,  朱权,  李象远. RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 745-754. doi: 10.3866/PKU.WHXB201701161 shu
Citation:  PENG Li-Juan,  YAO Qian,  WANG Jing-Bo,  LI Ze-Rong,  ZHU Quan,  LI Xiang-Yuan. Pyrolysis of RDX and Its Derivatives via Reactive Molecular Dynamics Simulations[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(4): 745-754. doi: 10.3866/PKU.WHXB201701161 shu

RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(91441132)和教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0398)资助项目

摘要: 本文采用ReaxFF 反应分子动力学方法,研究了RDX及其衍生物晶体在高温条件下(2000、2500 和3000 K)的热分解机理以及主要产物随时间的变化情况。结果表明:RDX及其衍生物晶体热解的第一步反应均为N―NO2键断裂生成NO2分子,随后反应由于六元环上和侧链基团的不同导致侧链脱除或开环反应的顺序不同。在这四种单胞体系热解中,NO2和NO分子为共同的中间产物,形成之后迅速发生次级反应并最终生成N2。各体系热解终产物一致,均为N2、H2O和CO2,其中N2分子数最多,大于20 个。由于原始分子结构和组成中C/N比、H/O比的不同,各体系热解后H2O和CO2分子数目相差较大。不同温度下,各单胞体系热分解生成的最大含碳团簇中C原子数均较小。在进一步超胞体系的模拟中,RDX和RDX-D2体系生成的含碳团簇中C原子数分别达到约30 和16 个,远高于单胞模拟,且受温度影响较大;而RDX-D1 和RDX-D3 单胞或超胞模拟结果相近,均未生成含碳团簇,仅存在小分子含碳碎片。因此,初始分子的结构和元素比对含碳团簇的生成有明显影响。

English

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  • 发布日期:  2017-01-16
  • 收稿日期:  2016-10-22
  • 修回日期:  2017-01-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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