论文部分内容阅读
多氮杂环(三唑类,四唑类)金属配合物是近年来迅速发展的一种新型金属有机材料。由于其具有奇特的结构、丰富的电子效应、不饱和金属位点、高效的活性点等独特性能,它们在磁学,光学,气体吸附等领域有着广泛的应用。同时,由于其高密度,高耐热,高爆热,环境友好等优异性能,该类化合物在含能材料领域也具有潜在的应用价值。但是目前,在含能材料领域,多以一个或者多个氮杂环母体为配体合成配合物,该配体的不足之处是氧含量低,相应的配合物的氧平衡相对比较差。本论文首次以富氧多氮杂化化合物为含能配体,成功合成了优异性能的含能金属配合物,并对其配体的合成工艺,含能金属配合物的结构和性能进行了详细研究。首先,富氧多氮杂环配体合成工艺的优化。初步探索了DNAT的最佳反应条件,及简化了后处理方法,使得产率高达70%以上;简化了Kx-50的反应条件,提高实验效率与节约成本。其次,对意外得到的3-氯-3-硝基-5,5’-偶氮-1,2,4-三唑进行结构表征,采用单晶X射线衍射确定为晶体属于斜方晶系,密度为1.728gcm-3。两个三唑环与偶氮键基本共平面,该化合物上的氯原子易于发生亲核取代反应,硝基易发生还原反应,环上的丰富的N原子上的孤对电子等多种修饰位点,为制备其他高性能含能材料提供了潜在的应用价值。最后,富氧多氮杂环配合物的合成与性能研究。选用富氧多氮杂化合物为配体,以带有含能阴离子的金属盐为金属离子中心,采用溶剂热法,首次合成了Zn[(DNBT)2.(CH3OH)].2(CH3OH), Zn[(NH3)2.(OH)2].(DNBT), Cu[(Kx-50)2].(NO3)2,Zn[(Kx-50)2].(NO3)2,Ag[(Kx-50)].(NO3)2,利用元素分析,红外分析手段进行结构鉴定,同时对前两个化合物经单晶X射线衍射进行了详细结构表征。对富氧多氮杂环配合物[Zn[(DNBT)2.(CH3OH)].2(CH3OH)],[Zn[(NH3)2.(OH)2].(DNBT)]的热稳定性,感度进行了研究。两种金属配合物的耐热性和感度均优于其配体DNBT。采用DMO13模块(源于Materials Studio)和Kamlet-Jacobs公式(简称K-J方程)等计算了3-氯-3’-硝基-5,5’-偶氮-1,2,4-三唑的爆热爆速爆压,其性能与TNT相当。