ANPyO高温下热分解过程的分子动力学模拟*

采用ReaxFF力场研究了凝聚相ANPyO在不同温度(T=1500 K、2000 K、2500 K、3000 K、3500 K)的热分解, 通过指数函数拟合势能演化曲线得到了平衡和诱导期以及整体反应时间和热解活化能Ea(88.65 kJmol-1)。结果表明, 晶胞中的ANPyO分子几乎完全分解时系统的势能开始显著衰减, 但是在不同的温度表现出不同的反应机理。在低温(1500 K≤T≤2000 K)下ANPyO热解的初始反应为—NH2 上H转移至ortho—NO2生成H2O和NO分子; 在高温(2500 K≤T≤3500 K)下热解的主要初始反应为C-NO2键的断裂和C—NO2→C—ONO重排布断裂产生NO2和NO。有限时间步长的产物识别分析结果表明, ANPyO热解的主要产物为H2O、N2、NO2、NO、CO2、CO、OH以及HONO。氧化性中间产物NO2、NO、OH以及HONO与NH2、H再次反应, 产生系统最稳定的产物H2O和N2, 从而使其分布显示出剧烈的波动特征。环上基团相互反应或直接脱落后主环间C-C和C-N才发生断裂, 一部分分解成CO2、CO和NO, 另一部分聚集生成碳团簇