以NH 3 OH + /NH 2 NH 3 + 作为B位阳离子的无金属六方钙钛矿含能材料
发布时间：2021-06-30 07:55
寻找可经由简单路线合成的高性能含能材料是发展先进实用含能材料的重要问题。文中通过合理地选择分子组分,经由易于规模放大的简单合成路线,以NH3OH+和NH2NH3+分别作为B位点阳离子构筑了两例无金属六方钙钛矿含能材料（H2dabco）B（ClO4）3（分别命名为DAP-6和DAP-7,其中,H2dabco2+是1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓离子）。与基于NH4+阳离子构筑的立方钙钛矿类似物（H2dabco）（NH4）（ClO4）3相比,DAP-6和DAP-7有较高的晶体堆积密度和生成焓,从而具有更高的爆轰性能。特别地,DAP-7具有超高热稳定性（起始分解温度Td=375.3°C...
【文章来源】：Engineering. 2020,6(09)EISCI
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
无金属六方钙钛矿含能化合物DAP-6和DAP-7的结构示意图
DAP-7的粉末样品分别在常温环境条件下保存了3个月和5个月之后，其粉末X射线衍射图谱（PXRD）仍保持不变（见附录A中的图S1和图S2），说明DAP-6和DAP-7在常温环境条件下可以长期稳定。2.3.爆轰参数采用密度函数理论（DFT）和Kamlet-Jacobs(K-J)扩展方程，我们计算了DAP-6和DAP-7的爆轰参数。结果表明（表3），无金属六方分子钙钛矿含能化合物DAP-7具有比RDX更高的预测爆热、爆速和爆压，而DAP-6具有比HMX更好的爆轰性能；特别地，DAP-6的图2.DAP-6中NH3OH+阳离子和DAP-7中NH2NH3+阳离子的Hirshfeld表面图，其中被分析组分表面图中的红色、白色和蓝色分别表示组分与周边分子间接触距离短于、等于和长于范德华距离。对称性代码：a:1–x,y+1/2,1–z;b:–x,y+1/2,–z;c:1–x,y+1/2,–z;d:1–x,y–1/2,–z;e:2–x,y+1/2,1–z;f:x,1/2–y,z;g:1–x,–y,1–z;h:–x,–y,–z;i:–x,–1/2+y,–z;j:x–1,+y,–1+z。表3三个经典有机炸药和四个分子钙钛矿化合物的性能参数Compoundρ(g·cm–3)Td(°C)Q(kJ·g–1)D(km·s–1)P(GPa)Isp(s)OB(%)cIS(J)FS(N)RDX1.82[3]210.0[10]5.598.63433.3251.1–21.67.5[10]120[10]HMX1.90[3]279.0[10]5.578.89236.2250.8–21.67.0[10]112[10]CL-202.04[3]215.0[10]6.239.50743.1264.8–11.04.0[10]48[10]DAP-41.87a358.4b5.878.80635.2253.6–27.923.0[32,41]36[32,41]DAP-O41.85a351.6b6.218.90035.7262.5–23.317.5[32,41]≤5[32,41]DAP-61.90a245.9b6.359.12338.1265.3–23.312.0≤5DAP-71.87a375.3b6.008.88335.8256.9–28
能炸药RDX（7.5J）、HMX（7.0J）和CL-20（4.0J）相比，它们对撞击较钝感。相比之下，与先前报道的其他分子钙钛矿含能材料类似，DAP-6和DAP-7对摩擦较为敏感（FS≤5N），可能与分子钙钛矿的刚性结构骨架及其高比例的高氯酸根组分有较大关系。3.结论综上所述，通过合理地选择分子组分，我们成功地以NH3OH+和NH2NH3+阳离子为B位阳离子，制备了两例新型无金属六方钙钛矿含能化合物，即DAP-6和DAP-7。计算结果表明，基于较高生成焓的B组分阳离图3.六方钙钛矿化合物DAP-6与立方钙钛矿化合物DAP-O4之间的同分异构体关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Thermal studies of novel molecular perovskite energetic material(C6H14N2)[NH4（ClO4）3][J]. Jing Zhou,Li Ding,Fengqi Zhao,Bozhou Wang,Junlin Zhang. Chinese Chemical Letters. 2020(02)
[2]基于一个新两性化合物的阳离子和阴离子含能材料（英文）[J]. 许元刚,王鹏程,林秋汉,杜耀,陆明. Science China Materials. 2019(05)
[3]分子钙钛矿含能材料（英文）[J]. 陈劭力,杨子润,王斌杰,尚宇,孙林颖,何纯挺,周浩龙,张伟雄,陈小明. Science China Materials. 2018(08)
本文编号：3257359
【文章来源】：Engineering. 2020,6(09)EISCI
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
无金属六方钙钛矿含能化合物DAP-6和DAP-7的结构示意图
DAP-7的粉末样品分别在常温环境条件下保存了3个月和5个月之后，其粉末X射线衍射图谱（PXRD）仍保持不变（见附录A中的图S1和图S2），说明DAP-6和DAP-7在常温环境条件下可以长期稳定。2.3.爆轰参数采用密度函数理论（DFT）和Kamlet-Jacobs(K-J)扩展方程，我们计算了DAP-6和DAP-7的爆轰参数。结果表明（表3），无金属六方分子钙钛矿含能化合物DAP-7具有比RDX更高的预测爆热、爆速和爆压，而DAP-6具有比HMX更好的爆轰性能；特别地，DAP-6的图2.DAP-6中NH3OH+阳离子和DAP-7中NH2NH3+阳离子的Hirshfeld表面图，其中被分析组分表面图中的红色、白色和蓝色分别表示组分与周边分子间接触距离短于、等于和长于范德华距离。对称性代码：a:1–x,y+1/2,1–z;b:–x,y+1/2,–z;c:1–x,y+1/2,–z;d:1–x,y–1/2,–z;e:2–x,y+1/2,1–z;f:x,1/2–y,z;g:1–x,–y,1–z;h:–x,–y,–z;i:–x,–1/2+y,–z;j:x–1,+y,–1+z。表3三个经典有机炸药和四个分子钙钛矿化合物的性能参数Compoundρ(g·cm–3)Td(°C)Q(kJ·g–1)D(km·s–1)P(GPa)Isp(s)OB(%)cIS(J)FS(N)RDX1.82[3]210.0[10]5.598.63433.3251.1–21.67.5[10]120[10]HMX1.90[3]279.0[10]5.578.89236.2250.8–21.67.0[10]112[10]CL-202.04[3]215.0[10]6.239.50743.1264.8–11.04.0[10]48[10]DAP-41.87a358.4b5.878.80635.2253.6–27.923.0[32,41]36[32,41]DAP-O41.85a351.6b6.218.90035.7262.5–23.317.5[32,41]≤5[32,41]DAP-61.90a245.9b6.359.12338.1265.3–23.312.0≤5DAP-71.87a375.3b6.008.88335.8256.9–28
能炸药RDX（7.5J）、HMX（7.0J）和CL-20（4.0J）相比，它们对撞击较钝感。相比之下，与先前报道的其他分子钙钛矿含能材料类似，DAP-6和DAP-7对摩擦较为敏感（FS≤5N），可能与分子钙钛矿的刚性结构骨架及其高比例的高氯酸根组分有较大关系。3.结论综上所述，通过合理地选择分子组分，我们成功地以NH3OH+和NH2NH3+阳离子为B位阳离子，制备了两例新型无金属六方钙钛矿含能化合物，即DAP-6和DAP-7。计算结果表明，基于较高生成焓的B组分阳离图3.六方钙钛矿化合物DAP-6与立方钙钛矿化合物DAP-O4之间的同分异构体关系。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Thermal studies of novel molecular perovskite energetic material(C6H14N2)[NH4（ClO4）3][J]. Jing Zhou,Li Ding,Fengqi Zhao,Bozhou Wang,Junlin Zhang. Chinese Chemical Letters. 2020(02)
[2]基于一个新两性化合物的阳离子和阴离子含能材料（英文）[J]. 许元刚,王鹏程,林秋汉,杜耀,陆明. Science China Materials. 2019(05)
[3]分子钙钛矿含能材料（英文）[J]. 陈劭力,杨子润,王斌杰,尚宇,孙林颖,何纯挺,周浩龙,张伟雄,陈小明. Science China Materials. 2018(08)
本文编号：3257359
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