本文關(guān)鍵詞：四唑基類含能配合物的合成、結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)研究

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【摘要】：本論文從配位化學(xué)出發(fā),以合成高能量、高密度、鈍感以及良好爆轟性能的含能配合物為目標,基于四唑類能量配體：1H-四唑(HTZ)、1H-四唑-1-乙酸(HTZA).N-N'-二四唑胺(H2BTA)和羧酸類輔助配體：乙二酸(OX)、對硝基苯甲酸(PNBA).3,5-二硝基苯甲酸(DNBA),與Cu(Ⅱ)離子自組裝配位,通過溶液法和水/溶劑熱法,合成了10個含能配合物,并對其結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)進行了研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)利用元素、紅外分析和X-射線單晶衍射技術(shù)對10個配合物的組成和結(jié)構(gòu)進行表征。結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明,四唑類配體和羧酸類配體均呈現(xiàn)出豐富多樣的配位模式以及強的配位能力,不僅以橋連、螯合等多種形式與Cu(Ⅱ)離子自組裝配位,而且作為電子給體、受體或π共軛體系形成氫鍵、π-π堆積等超分子作用力。兩類配體的共同作用,使得形成的配合物1、2、4-7和9都呈現(xiàn)密實的三維超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這些豐富多樣的配位模式和分子間的相互作用均有助于提高配合物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和密度。(2)TG-DSC熱分解曲線顯示,所有配合物都表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性,其中配合物1的分解溫度達到了316℃。使用Kissinger法和Ozawa-Doyle法進行非等溫動力學(xué)研究,計算得E和1nA值,通過Arrhenius方程可得到配合物熱分解的速率常數(shù)。對配合物的熱動力學(xué)研究可以看出,配合物3、4、6和10在較高溫度下發(fā)生分解。(3)使用DFT-B3LYP方法,在LanL2DZ基組水平上,對獲悉結(jié)構(gòu)的配合物1、2、4-7和9進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,基于得到的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)計算配合物的分子總能量,進而求得配合物的爆炸熱(△Hdet),結(jié)合Kamlet-Jacbos方程估算爆速(D)和爆壓(P)。感度測定表明所有配合物對撞擊和摩擦刺激均表現(xiàn)鈍感。研究結(jié)果表明,配合物6的綜合理化性能較優(yōu)(N%=40.31%,ρ=2.012 g·cm-3,Ω%=-23.02%,△Hdet=2.325 kacl·g-1,D=9530 m·s-1,P=43.78 GPa,IS=38J)。所有配合物都能在不同程度上加速AP的熱分解,有作為燃燒催化劑的潛能。
【關(guān)鍵詞】：含能配合物 四唑 羧酸 氧平衡 爆轟性能
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-29
• 1.1 引言10
• 1.2 高能量密度材料10-13
• 1.3 四氮唑基類化合物的配位化學(xué)13-18
• 1.3.1 四氮唑基類配體參與配位的配合物13-16
• 1.3.2 羧酸類配體參與配位的配合物16-18
• 1.4 選題背景及研究思路18-21
• 1.4.1 選題背景18-19
• 1.4.2 研究思路19-21
• 參考文獻21-29
• 第二章 配合物的合成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表征29-47
• 2.1 實驗部分29-30
• 2.1.1 實驗試劑29
• 2.1.2 實驗儀器29-30
• 2.2 配體和配合物的合成30-33
• 2.2.1 草酸合銅酸鉀的合成30
• 2.2.2 配體N-N'-二四唑胺(H2BTA)的合成30
• 2.2.3 配合物[Cu_5(TZ)_9·7H_2O]_n(1)的合成30-31
• 2.2.4 配合物{[Cu_3(TZ)_4Cl_2]·CH_3OH}_n(2)的合成31
• 2.2.5 配合物[Cu(BTA)(H_2O)_2]_n(3)的合成31
• 2.2.6 配合物{[Cu(TZ)(HC_2O_4)(H_2O)]·H_2O}_n(4)的合成31-32
• 2.2.7 配合物[CuK(TZ)(C_2O_4)(H_2O)]_n(5)的合成32
• 2.2.8 配合物[Cu_2(BTA)_2(C_2O_4)(H_2O)_2·4H_2O]_n(6)的合成32
• 2.2.9 配合物[Cu(TZA)(PNBA)·H_2O]_n(7)的合成32
• 2.2.10 配合物[Cu(TZ)(DNBA)·H_2O]_n(8)的合成32-33
• 2.2.11 配合物[Cu(TZA)(DNBA)]_n(9)的合成33
• 2.2.12 配合物[Cu_2(BTA)(DNBA)_2·2H_2O]_n(10)的合成33
• 2.3 合成討論33-34
• 2.4 配合物的晶體結(jié)構(gòu)的分析34-45
• 2.4.1 配合物[Cu_5(TZ)_9·7H_2O]_n(1)的晶體結(jié)構(gòu)40-41
• 2.4.2 配合物{[Cu_3(TZ)_4Cl_2]·CH_3OH}_n(2)的晶體結(jié)構(gòu)41
• 2.4.3 配合物{[Cu(TZ)(HC_2O_4)(H_2O)]·H_2O}_n(4)的晶體結(jié)構(gòu)41-42
• 2.4.4 配合物[CuK(TZ)(C_2O_4)(H_2O)]_n(5)的晶體結(jié)構(gòu)42-43
• 2.4.5 配合物[Cu_2(HBTA)_2(C_2O_4)(H_2O)_2·4H_2O]_n(6)的晶體結(jié)構(gòu)43
• 2.4.6 配合物[Cu(TZA)(PNBA)·H_2O]_n(7)的晶體結(jié)構(gòu)43-44
• 2.4.7 配合物[Cu(TZA)(DNBA)]_n(9)的晶體結(jié)構(gòu)44-45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 參考文獻46-47
• 第三章 配合物的理化性質(zhì)研究47-62
• 3.1 配合物的熱分解行為47-49
• 3.1.1 配合物1-3的熱分解行為47-48
• 3.1.2 配合物4-6的熱分解行為48
• 3.1.3 配合物7-10的熱分解行為48-49
• 3.2 配合物1-10的非等溫動力學(xué)分析49-51
• 3.3 爆轟參數(shù)的理論計算51-54
• 3.3.1 配合物的爆炸熱51-53
• 3.3.2 爆速、爆壓53-54
• 3.4 配合物1-10的感度測試54-56
• 3.5 配合物1-10對AP熱分解過程的影響56-57
• 3.6 本章小結(jié)57-59
• 參考文獻59-62
• 總結(jié)、創(chuàng)新點與展望62-64
• 總結(jié)62-63
• 創(chuàng)新點63
• 進一步工作63-64
• 附錄64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果68-69
• 致謝69

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本文編號：681779