氨基三唑类多氮含能离子盐研究

发布时间：2022-02-20 21:05

　　氨基三唑类多氮含能离子盐具有低蒸汽压、高密度、感度可调等特点,且易于达到氧平衡、爆轰产物多为环境友好的N₂,日益成为了含能材料领域的研究热点之一。本文以1-氨基-1,2,3-三唑（1-ATZ）、3,4-二氨基-1,2,4-三唑（DATr）和3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑（HATr）为阳离子,合成了3个系列共29种新型多氮含能离子盐,均采用EA、IR和X-射线单晶衍射等对其进行结构表征。并对其进行了热稳定性、爆轰性能及感度性能研究。主要内容如下:首次解析得到DATr的单晶结构,其属于单斜晶系,P2（1）/c空间群。运用Gaussian程序,从理论上研究了3种氨基三唑分子成盐时最可能接受质子的位置。合成了1-ATZ系列6种多氮含能离子盐。该系列盐的分解温度介于160-182 ^oC。利用等键反应计算的生成焓介于-75.8-1500.1 kJ·mol^-1,其中大部分离子盐的生成焓远高于RDX。预估的爆速介于6699-8231 m·s^-1,该系列离子盐的撞击感度介于1.5->40J。合成了13种基... 

【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校

【文章页数】：161 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第1章 绪论
    1.1 本论文研究的目的和意义
    1.2 三唑类含能离子盐的国内外研究现状
        1.2.1 未取代三唑含能离子盐
        1.2.2 氨基取代的三唑类含能离子盐
        1.2.3 硝基和多硝基取代的三唑类含能离子盐
        1.2.4 硝氨基取代的三唑类含能离子盐
        1.2.5 氰基取代的三唑类含能离子盐
        1.2.6 叠氮取代的三唑类含能离子盐
        1.2.7 偶氮三唑类含能离子盐
        1.2.8 双三唑类含能离子盐
    1.3 本文主要研究内容
第2章 氨基三唑类化合物的合成、表征和理论研究
    2.1 引言
    2.2 试剂与仪器
        2.2.1 试剂
        2.2.2 仪器
    2.3 氨基三唑化合物的合成与表征
        2.3.1 1-氨基-1,2,3-三唑的合成与表征
        2.3.2 3,4-二氨基-1,2,4-三唑的合成
        2.3.3 3-肼基-4-二氨基-1,2,4-三唑的合成
    2.4 3,4-二氨基-1,2,4-三唑的单晶结构
    2.5 氨基三唑类化合物理论研究
        2.5.1 几何优化
        2.5.2 自然键轨道(NBO)及静电势分析
        2.5.3 阳离子同分异构体的稳定性研究
    2.6 本章小结
第3章 1-氨基-1,2,3-三唑多氮含能离子盐的研究
    3.1 引言
    3.2 试剂与仪器
        3.2.1 试剂
        3.2.2 仪器
    3.3 1-氨基-1,2,3-三唑含能离子盐的合成与表征
        3.3.1 1-氨基-1,2,3-三唑含能离子盐1.1-1.5的合成与表征
        3.3.2 1-氨基-1,2,3-三唑含能离子盐1.6的合成与表征
        3.3.3 结果与讨论
    3.4 1-氨基-1,2,3-三唑含能离子盐的分子的结构与晶体结构
        3.4.1 1-ATZ·PA(1.1)分子的结构与晶体结构
        3.4.2 1-ATZ·TNR(1.2)分子的结构与晶体结构
        3.4.3 1-ATZ·TNPG(1.3)分子的结构与晶体结构
        3.4.4 1-ATZ·TDA(1.4)分子的结构与晶体结构
        3.4.5 1-ATZ·DNMZ(1.5)分子的结构与晶体结构
        3.4.6 (1-ATZ)_2·AZOTZ(1.6)分子的结构与晶体结构
    3.5 1-氨基-1,2,3-三唑含能离子盐的性能研究
        3.5.1 热稳定性研究
        3.5.2 生成焓计算
        3.5.3 爆轰性能计算
        3.5.4 感度性能预估
    3.6 本章小结
第4章 3,4-二氨基-1,2,4-三唑多氮含能离子盐的研究
    4.1 引言
    4.2 试剂与仪器
        4.2.1 试剂
        4.2.2 仪器
    4.3 3,4-二氨基-1,2,4-三唑含能离子盐的合成与表征
        4.3.1 3,4-二氨基-1,2,4-三唑含能离子盐2.1-2.6的合成与表征
        4.3.2 3,4-二氨基-1,2,4-三唑含能离子盐2.7-2.11的合成与表征
        4.3.3 3,4-二氨基-1,2,4-三唑含能离子盐2.12-2.13的合成与表征
        4.3.4 结果与讨论
    4.4 3,4-二氨基-1,2,4-三唑含能离子盐的分子的结构与晶体结构
        4.4.1 DATr·NO_3(2.1)分子的结构与晶体结构
        4.4.2 DATr·ClO_4(2.2)分子的结构与晶体结构
        4.4.3 DATr·NF(2.3)分子的结构与晶体结构
        4.4.4 (DATr)_2·NATZ(2.4)分子的结构与晶体结构
        4.4.5 (DATr)_2·DNMZ(2.5)分子的结构与晶体结构
        4.4.6 (DATr)_2·AZOTZ(2.6)分子的结构与晶体结构
        4.4.7 DATr·NTZ(2.7)分子的结构与晶体结构
        4.4.8 DATr·NATZ(2.8)分子的结构与晶体结构
        4.4.9 DATr·DNMZ(2.9)分子的结构与晶体结构
        4.4.10 DATr·HATZ(2.10)分子的结构与晶体结构
        4.4.11 DATr·DNP(2.11)分子的结构与晶体结构
        4.4.12 DATr·PA(2.12)分子的结构与晶体结构
        4.4.13 DATr·TNPG(2.13)分子的结构与晶体结构
    4.5 3,4-二氨基-1,2,4-三唑含能离子盐的性能研究
        4.5.1 热稳定性研究
        4.5.2 生成焓计算
        4.5.3 爆轰性能预估
        4.5.4 感度性能测试
    4.6 本章小结
第5章 3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑多氮含能离子盐的研究
    5.1 引言
    5.2 试剂与仪器
        5.2.1 试剂
        5.2.2 仪器
    5.3 3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑含能离子盐的合成与表征
        5.3.1 3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑含能离子盐3.1-3.3的合成
        5.3.2 3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑含能离子盐3.4的合成
        5.3.3 3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑含能离子盐3.5-3.10的合成
        5.3.4 结果与讨论
    5.4 3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑含能离子盐的分子的结构与晶体结构
        5.4.1 HATr·(NO3)_2(3.1)分子的结构与晶体结构
        5.4.2 HATr·(NTZ)_2(3.2)分子的结构与晶体结构
        5.4.3 HATr·(NATZ)_2(3.3)分子的结构与晶体结构
        5.4.4 HATr·(PA)_2·H2O(3.4)分子的结构与晶体结构
        5.4.5 HATr·NTZ(3.5)分子的结构与晶体结构
        5.4.6 HATr·NATZ(3.6)分子的结构与晶体结构
        5.4.7 HATr·NTO(3.7)分子的结构与晶体结构
        5.4.8 HATr·AZOTZ(3.8)分子的结构与晶体结构
        5.4.9 HATr·TNPG(3.9)分子的结构与晶体结构
        5.4.10 (HATr)_2·AZOTZ(3.10)分子的结构与晶体结构
    5.5 HATr含能离子盐的性能研究
        5.5.1 热稳定性研究
        5.5.2 生成焓计算
        5.5.3 爆轰性能预估
        5.5.4 感度性能测试
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]3,5-二硝氨基-1,2,4-三唑肼盐的合成及性能（英文）[J]. 周诚,王伯周,霍欢,周群,杨威,叶志虎.  含能材料. 2014(04)
[2]三、四唑高能离子盐的研究概况[J]. 郭云云,叶志文.  应用化学. 2013(05)
[3]基于有机阴离子的含能离子盐研究进展[J]. 黄海丰,周智明.  火炸药学报. 2012(03)
[4]双环和多环四唑含能化合物的合成研究进展[J]. 彭蕾,李玉川,杨雨璋,刘威,张雪娇,庞思平.  有机化学. 2012(04)
[5]含能离子化合物的分子设计与性能研究进展[J]. 李娜,柴春鹏,甘志勇,罗运军.  含能材料. 2010(04)
[6]硝仿（NF）高安全制备工艺研究[J]. 毕福强,王伯周,王锡杰,葛忠学,熊存良.  火炸药学报. 2010(03)
[7]硝基四唑及其高氮化合物[J]. 李志敏,张建国,张同来,舒远杰.  化学进展. 2010(04)
[8]唑类含能离子化合物的合成研究进展[J]. 刘晓建,张慧娟,林秋汉,李玉川,李亚裕,庞思平.  火炸药学报. 2010(01)
[9]三氨基胍三硝基间苯二酚盐的制备、晶体结构及热分解[J]. 齐书元,张同来,敖国军,张建国,杨利.  化学学报. 2009(08)
[10]含能盐和含能离子液体[J]. 黄海丰,孟子晖,周智明,高海翔,章军,吴玉凯.  化学进展. 2009(01)

硕士论文
[1]高氮含能化合物的合成放大及其炸药性能研究[D]. 徐松林.国防科学技术大学 2005



本文编号：3635803