N 2 O 5 /HNO 3 硝解合成TEX的研究

发布时间：2021-10-12 06:20

　　4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环十二烷（TEX）是综合性能较好的含能材料。针对混酸法制备TEX废酸污染大,产率低的现状,本文以N₂O₅/HNO₃为硝解剂,对硝解合成TEX进行了以下几方面的研究。以N₂O₅/HNO₃为硝解剂,1,4-二甲酰基-2,3,5,6-四羟基哌嗪（DFTHP）为硝解底物,采用单因素变量法,优化目标产物TEX的合成工艺。结果表明,加料温度为40℃,反应温度为75℃,反应时间为40min,加料比m（DFTHP）/g:m（N₂O₅）/g:V（HNO₃）/mL为2：1：20时,TEX的最佳收率为45.6%,纯度为96.5%。进一步探讨了固体酸、表面活性剂、酸性离子液体等催化剂对该反应收率及纯度的影响。分别以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、酸性离子液体（[Et₃N（CH₂）₄SO<... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 高能密度材料的研究进展
    1.2 TEX的合成研究
        1.2.1 硝解底物的研究
        1.2.2 硝解剂的研究
    1.3 其他硝解底物的硝解
    1.4 硝解工艺中催化剂的研究进展
    1.5 主要研究内容
2 N_2O_5/HNO_3硝解DFTHP合成TEX的工艺研究
    2.1 主要试剂与仪器
    2.2 产物的纯度分析
    2.3 试验
        2.3.1 N_2O_5的制备
        2.3.2 纯HNO_3的制备
        2.3.3 HNO_3的标定
        2.3.4 DFTHP的合成
        2.3.5 N_2O_5/HNO_3硝解DFTHP合成TEX
    2.4 合成TEX的工艺讨论
        2.4.1 加料温度的影响
        2.4.2 反应温度的影响
        2.4.3 反应时间的影响
        2.4.4 硝解剂用量的影响
        2.4.5 正交试验
    2.5 加料方式的影响与讨论
        2.5.1 加料次序的影响
        2.5.2 硝解剂加料方式的影响
    2.6 工艺对比
    2.7 物质的表征
        2.7.1 DFTHP的表征
        2.7.2 TEX的表征
    2.8 N_2O_5/HNO_3硝解DFTHP合成TEX的机理探讨
        2.8.1 DFTHP的合成机理
        2.8.2 TEX合成机理
    2.9 本章小结
3 N_2O_5/HNO_3硝解DFTHP合成TEX中催化剂的研究
    3.1 主要试剂与仪器
    3.2 产物的纯度分析
    3.3 试验
        3.3.1 原料的制备
        3.3.2 TEX的合成
    3.4 盐类催化剂对反应的影响
    3.5 固体酸催化剂对反应的影响
        3.5.1 金属氧化物的影响
        3.5.2 全氟磺酸系列催化剂的影响
    3.6 表面活性剂的影响
        3.6.1 表面活性剂种类的影响
        3.6.2 改变用量的影响
        3.6.3 延长反应时间的影响
    3.7 酸性离子液体的影响
        3.7.1 酸性离子液体的制备
        3.7.2 结果与讨论
    3.8 本章小结
4 其他哌嗪衍生物的制备及硝解的初步研究
    4.1 主要试剂与仪器
    4.2 产物的纯度分析
    4.3 试验
        4.3.1 原料的制备
        4.3.2 其他3种哌嗪衍生物的合成
    4.4 硝解底物对TEX的影响
    4.5 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]N2O5/HNO3硝解TAIW合成CL-20[J]. 胡小玲,吴秋洁,钱华.  火炸药学报. 2015(02)
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[7]离子液体催化甲苯绿色硝化研究进展[J]. 刘攀,陈永乐,胡兴邦,吴有庭.  化工进展. 2013(S1)
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[10]3,4-双（4’-硝基呋咱-3’-基）氧化呋咱合成、表征与性能研究[J]. 周彦水,王伯周,李建康,周诚,胡岚,陈智群,张志忠.  化学学报. 2011(14)

博士论文
[1]硅胶负载三氟甲烷磺酸在碳水化合物合成化学中的应用研究[D]. 颜世强.中国海洋大学 2012

硕士论文
[1]固体超强酸催化环己烷液相硝化制备硝基环己烷的研究[D]. 庄明晨.湘潭大学 2011
[2]几种功能性离子液体的合成研究[D]. 张莎.天津大学 2009



本文编号：3432043