以NH 3 OH + /NH 2 NH 3 + 作為B位陽(yáng)離子的無(wú)金屬六方鈣鈦礦含能材料
發(fā)布時(shí)間：2021-06-30 07:55
尋找可經(jīng)由簡(jiǎn)單路線(xiàn)合成的高性能含能材料是發(fā)展先進(jìn)實(shí)用含能材料的重要問(wèn)題。文中通過(guò)合理地選擇分子組分,經(jīng)由易于規(guī)模放大的簡(jiǎn)單合成路線(xiàn),以NH3OH+和NH2NH3+分別作為B位點(diǎn)陽(yáng)離子構(gòu)筑了兩例無(wú)金屬六方鈣鈦礦含能材料（H2dabco）B（ClO4）3（分別命名為DAP-6和DAP-7,其中,H2dabco2+是1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓離子）。與基于NH4+陽(yáng)離子構(gòu)筑的立方鈣鈦礦類(lèi)似物（H2dabco）（NH4）（ClO4）3相比,DAP-6和DAP-7有較高的晶體堆積密度和生成焓,從而具有更高的爆轟性能。特別地,DAP-7具有超高熱穩(wěn)定性（起始分解溫度Td=375.3°C...
【文章來(lái)源】：Engineering. 2020,6(09)EISCI
【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)
【部分圖文】：
無(wú)金屬六方鈣鈦礦含能化合物DAP-6和DAP-7的結(jié)構(gòu)示意圖
DAP-7的粉末樣品分別在常溫環(huán)境條件下保存了3個(gè)月和5個(gè)月之后，其粉末X射線(xiàn)衍射圖譜（PXRD）仍保持不變（見(jiàn)附錄A中的圖S1和圖S2），說(shuō)明DAP-6和DAP-7在常溫環(huán)境條件下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定。2.3.爆轟參數(shù)采用密度函數(shù)理論（DFT）和Kamlet-Jacobs(K-J)擴(kuò)展方程，我們計(jì)算了DAP-6和DAP-7的爆轟參數(shù)。結(jié)果表明（表3），無(wú)金屬六方分子鈣鈦礦含能化合物DAP-7具有比RDX更高的預(yù)測(cè)爆熱、爆速和爆壓，而DAP-6具有比HMX更好的爆轟性能；特別地，DAP-6的圖2.DAP-6中NH3OH+陽(yáng)離子和DAP-7中NH2NH3+陽(yáng)離子的Hirshfeld表面圖，其中被分析組分表面圖中的紅色、白色和藍(lán)色分別表示組分與周邊分子間接觸距離短于、等于和長(zhǎng)于范德華距離。對(duì)稱(chēng)性代碼：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3三個(gè)經(jīng)典有機(jī)炸藥和四個(gè)分子鈣鈦礦化合物的性能參數(shù)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
能炸藥RDX（7.5J）、HMX（7.0J）和CL-20（4.0J）相比，它們對(duì)撞擊較鈍感。相比之下，與先前報(bào)道的其他分子鈣鈦礦含能材料類(lèi)似，DAP-6和DAP-7對(duì)摩擦較為敏感（FS≤5N），可能與分子鈣鈦礦的剛性結(jié)構(gòu)骨架及其高比例的高氯酸根組分有較大關(guān)系。3.結(jié)論綜上所述，通過(guò)合理地選擇分子組分，我們成功地以NH3OH+和NH2NH3+陽(yáng)離子為B位陽(yáng)離子，制備了兩例新型無(wú)金屬六方鈣鈦礦含能化合物，即DAP-6和DAP-7。計(jì)算結(jié)果表明，基于較高生成焓的B組分陽(yáng)離圖3.六方鈣鈦礦化合物DAP-6與立方鈣鈦礦化合物DAP-O4之間的同分異構(gòu)體關(guān)系。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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]基于一個(gè)新兩性化合物的陽(yáng)離子和陰離子含能材料（英文）[J]. 許元?jiǎng)?王鵬程,林秋漢,杜耀,陸明. Science China Materials. 2019(05)
[3]分子鈣鈦礦含能材料（英文）[J]. 陳?ài)苛?楊子潤(rùn),王斌杰,尚宇,孫林穎,何純挺,周浩龍,張偉雄,陳小明. Science China Materials. 2018(08)
本文編號(hào)：3257359
【文章來(lái)源】：Engineering. 2020,6(09)EISCI
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【部分圖文】：
無(wú)金屬六方鈣鈦礦含能化合物DAP-6和DAP-7的結(jié)構(gòu)示意圖
DAP-7的粉末樣品分別在常溫環(huán)境條件下保存了3個(gè)月和5個(gè)月之后，其粉末X射線(xiàn)衍射圖譜（PXRD）仍保持不變（見(jiàn)附錄A中的圖S1和圖S2），說(shuō)明DAP-6和DAP-7在常溫環(huán)境條件下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定。2.3.爆轟參數(shù)采用密度函數(shù)理論（DFT）和Kamlet-Jacobs(K-J)擴(kuò)展方程，我們計(jì)算了DAP-6和DAP-7的爆轟參數(shù)。結(jié)果表明（表3），無(wú)金屬六方分子鈣鈦礦含能化合物DAP-7具有比RDX更高的預(yù)測(cè)爆熱、爆速和爆壓，而DAP-6具有比HMX更好的爆轟性能；特別地，DAP-6的圖2.DAP-6中NH3OH+陽(yáng)離子和DAP-7中NH2NH3+陽(yáng)離子的Hirshfeld表面圖，其中被分析組分表面圖中的紅色、白色和藍(lán)色分別表示組分與周邊分子間接觸距離短于、等于和長(zhǎng)于范德華距離。對(duì)稱(chēng)性代碼：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3三個(gè)經(jīng)典有機(jī)炸藥和四個(gè)分子鈣鈦礦化合物的性能參數(shù)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
能炸藥RDX（7.5J）、HMX（7.0J）和CL-20（4.0J）相比，它們對(duì)撞擊較鈍感。相比之下，與先前報(bào)道的其他分子鈣鈦礦含能材料類(lèi)似，DAP-6和DAP-7對(duì)摩擦較為敏感（FS≤5N），可能與分子鈣鈦礦的剛性結(jié)構(gòu)骨架及其高比例的高氯酸根組分有較大關(guān)系。3.結(jié)論綜上所述，通過(guò)合理地選擇分子組分，我們成功地以NH3OH+和NH2NH3+陽(yáng)離子為B位陽(yáng)離子，制備了兩例新型無(wú)金屬六方鈣鈦礦含能化合物，即DAP-6和DAP-7。計(jì)算結(jié)果表明，基于較高生成焓的B組分陽(yáng)離圖3.六方鈣鈦礦化合物DAP-6與立方鈣鈦礦化合物DAP-O4之間的同分異構(gòu)體關(guān)系。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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]基于一個(gè)新兩性化合物的陽(yáng)離子和陰離子含能材料（英文）[J]. 許元?jiǎng)?王鵬程,林秋漢,杜耀,陸明. Science China Materials. 2019(05)
[3]分子鈣鈦礦含能材料（英文）[J]. 陳?ài)苛?楊子潤(rùn),王斌杰,尚宇,孫林穎,何純挺,周浩龍,張偉雄,陳小明. Science China Materials. 2018(08)
本文編號(hào)：3257359
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