雙四唑類過渡金屬含能配合物的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、雙四唑類含能化合物由于高能、鈍感等特性而成為具有潛力的第四代含能材料之一。四唑環(huán)上的成環(huán)N原子所具有的孤對(duì)電子為其與金屬配位形成配合物提供了可能。為了達(dá)到含能配合物的能量與穩(wěn)定性的統(tǒng)一，本論文在設(shè)計(jì)制備雙四唑類能量金屬鹽時(shí)，引入輔助配體參與配合物的合成；測(cè)定了配合物的晶體結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性；研究了配合物對(duì)推進(jìn)劑主要組分熱分解行為的影響，為其可能作為燃燒催化劑的應(yīng)用研究提供理論支持。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下： (1)以5，5'-偶氮四唑

2、離子(ATZ<'2->)、N,N'-二四唑胺離子(BTA<'2->)為基礎(chǔ)配體、鄰菲噦啉(O-phen)、2，2’-聯(lián)吡啶(2，2’-bipyridyl)為輔助配體，在水或醇/水混合體系中通過液相反應(yīng)合成了六個(gè)系列34種過渡金屬配合物，即MATZ·nH<,2>O、MATZ(phen)<,m>·nH<,2>O、MATZ(bpy)<,m>·nH<,2>O、MBTA·nH<,2>O、MBTA(phen)m·nH<,2>O和MBTA(bpy)<

3、,m>·nH<,2>O(M=Mn，Co，Ni，Cu，Zn，Pb)(ATZ<'2>=5，5’-azoterazolate，BTA<'2->=N,N-bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl-)ammonium)。通過量熱手段從能量角度對(duì)它們的液相合成反應(yīng)的可行性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：配合物的液相合成反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，是該類配合物易于生成的熱力學(xué)依據(jù)。 (2)通過IR和X-射線單晶衍射等手段對(duì)配合物進(jìn)行

4、了表征。結(jié)果表明：配合物中配體采取了不同的配位模式：ATZ<'2->配體的配位模式中發(fā)現(xiàn)了未見文獻(xiàn)報(bào)道的四種新的配位方式，BTA<'2->在配合物中的成鍵方式也不同于文獻(xiàn)報(bào)道。 (3)對(duì)34種配合物的熱穩(wěn)定性研究結(jié)果表明：配合物都較容易失水，混配配合物的脫水產(chǎn)物對(duì)熱表現(xiàn)出了較高的穩(wěn)定性；對(duì)同樣的基礎(chǔ)配體ATZ<'2->或BTA<'2->、有phen參與的配合物的脫水產(chǎn)物的穩(wěn)定性要高于bpy參與的配合物，主要?dú)w因于phen有比bp

5、y更大的共軛體系；對(duì)同樣的輔助配體而言，BTA<'2->的鰲合配位能力使得該類配合物脫水產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性較ATZ<'2->參與的配合物高。 (4)通過DSC技術(shù)研究了配合物對(duì)推進(jìn)劑主要組分(RDX、HMX、NC/NG和AP)熱分解性能的影響。配合物脫水產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性是影響單組分熱分解性能的重要因素。配合物與單組分組成的二元混合體系的熱分解過程符合性質(zhì)相近的同類型物質(zhì)在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行同類型反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)。 (5)對(duì)