环保型介质HFO-1234ze(E)的分解路径及其化学反应速率分析

近年来,HFO-1234ze（E）被电力行业研究者们视为一种具有较大潜力应用于中低压电气设备中的新型环保气体,但是对该分子的分解过程及化学反应速率还缺乏研究。该文首先基于密度泛函理论（DFT）计算了HFO-1234ze（E）的基本性质、气体分子断键和成键的规律、反应的焓值变化和化学反应速率,推断出可能的分解及其复合路径,并对分解产物的频率特性进行分析;最后通过工频击穿放电试验,采用气相色谱质谱联用仪（GC-MS）对分解产物进行定性分析。研究发现HFO-1234ze（E）分子的初步解离途径主要为C=C双键、C-H以及C-F单键;自由基F产生的路径较多,且相应的焓值变化较低,在分解过程中占主导地位;通过化学反应速率的计算,发现C-H键反应较为容易发生,验证了C-H键具有较高的化学反应活性且反应中存在大量自由基H;对分解产物的频率特性分析发现,除顺式C3H2F4以外均具有稳定的结构,同时试验分解产生的CF4、C2F6和C3F6等产物,与仿真结果基本相一致,验证了仿真计算结果。