三唑酮类衍生物及其盐的合成、热力学性质和燃烧热性能研究

发布时间：2020-10-21 13:50

　　 新型高氮含能化合物的结构中通常含有大量的高能化学键,如C-N、C=N、N-N和N=N键,这些高能化学键的存在使这类新型高氮含能化合物拥有较高的生成焓和化学潜能。此外,新型高氮含能化合物的特殊结构也决定了该类化合物及其含能材料均具有较为特殊的热力学性能以及理化性能。与传统的含能材料相比,新型的高氮含能材料更能促进当代军事武器的发展。正是基于这种独特的性能,有关高氮含能化合物的研究受到了各国科学研究者的青睐。本文合成了偶氮三唑酮(ZTO)及偶氮三唑酮的五种盐,这六种含能化合物分别是：ZTO、K(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)· H2O、Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O.Nd(ZTO)3·H2O。研究结果主要有以下几点：1.在非等温条件下,采用TG/DTG-DSC表征手段对其中四种含能化合物的热分解过程进行了研究。通过Flynn-Wall-Ozawa等一系列方法对Ni(ZTO)H2O Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O进行热力学计算,得到了该四种含能化合物热分解反应过程的动力学参数以及机理函数。最后,通过计算获得了理论的临界热爆炸温度(Tb)、活化吉布斯自由能(ΔG≡)、活化焓(△H≠)及活化熵(AS≠)。2.测定了ZTO、K(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O六种含能化合物的燃烧热值,它们的标准燃烧焓(△cHmθ)分别依次(11528±28),(6101±32),(7153±65),(13894±62),(5973±21),(5477±13)kJ-mol-1和标准生成焓(△fHm0)分别依次为(-107.15±11.19),(666.51±4.30),(418.04±5.34),(8492.32±49.48),(1613.92±41.43),(2399.93±9.61)kJ·mol-1。3.测定了Ni(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O四种含能化合物在连续模式下的比热容,拟合出了这些比热容随温度而变化的数学表达式,即比热容方程。以298.15 K为基准,计算了这四种含能化合物在283 K-353 K温度区间内的热力学函数值,包括熵变、焓变和吉布斯自由能变等。利用Ni(ZTO)·H2O、 Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O四种物质相应的比热容温度方程和热分解参数,分别计算出了这四种物质的绝热至爆时间,并对这四种化合物的热稳定性和安全性进行了直观的评定。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：

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本文编号：2850196