Ir(100)面上HAN催化分解反應機理

胡 旭，劉 川，王海豐，黃永民

(1.華東理工大學 化學與分子工程學院，上海 200237； 2.上海空間推進研究所，上海 201112)

0 引言

單組元液體火箭發動機，是一種以單一的推進劑組元作為工質的發動機。相較于傳統的雙組元發動機，該發動機具有結構簡單、可靠性高、推力控制精度高、成本低等特點，可應用于衛星、飛船、空間探測器、導彈彈頭、運載火箭等飛行器的姿態控制動力系統。硝酸羥胺(HAN)基推進劑作為一種新型含能離子液體推進劑，通常是由HAN、燃料以及水等多種物質復配形成的氧燃共存體系，與傳統肼類推進劑相比，該推進劑以其優異的能量特性、較低的冰點溫度以及良好的貯存安全性等特點，被認為是新一代單組元液體火箭發動機的一種理想燃料。

HAN基單組元液體火箭發動機的工作過程中，推進劑首先通過燃料供給裝置進入催化床，并在床內與催化劑顆粒接觸，發生催化分解與燃燒現象，產生高溫氣體，最終通過噴管排出產生推力。因此，催化劑的篩選與制備以及HAN基推進劑在催化劑表面的分解燃燒過程將直接影響發動機的比沖性能和工作壽命。為促進HAN基推進劑的應用，國內外學者在該領域進行了一定的研究工作。

在催化劑的篩選與制備研究過程中，分別研究了銥、鉑、錸等貴金屬對HAN的催化效應，研究結果表明銥基催化劑能有效促進HAN基單元推進劑的分解。對于HAN的催化分解反應機理及動力學，Chang基于穩態假設，提出了一套HAN與燃料相互反應作用的簡化動力學模型，并通過理論計算獲得了亞硝酸(HNO)和羥胺離子(NHOH)的產成速率。……