1,1’-二羟基-5,5’-联四唑类含能化合物研究

发布时间：2023-03-11 04:48

　　1,1’-二羟基-5,5’-联四唑类含能化合物是一类高能钝感、安全环保的新型高能量密度含能化合物。为探索其在含能材料领域的应用,本论文基于1,1’-二羟基-5,5’-联四唑制备了30余种新型高氮含能化合物,对其设计合成、结构表征、热分解特性、感度及应用性能等进行系统研究。主要研究内容如下:以乙二醛和盐酸羟胺为起始原料,合成了1,1’-二羟基-5,5’-联四唑,利用现代仪器分析技术对其结构进行全面表征,解析其晶体结构,并研究其热分解特性。采用Gaussian 09程序,在B3LYP/6-311++g**水平下优化几何结构,推测其活性配位位置。设计制备了1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的5种碱金属盐、4种碱土金属盐、8种过渡金属盐、16种有机盐、1种配阴离子配合物和1种共晶,利用现代仪器分析技术全面表征其结构。通过溶剂挥发法培养其单晶并解析晶体结构。利用DSC和TG-DTG技术对其进行热分析,并计算非等温反应动力学参数和热爆炸临界温度,研究其热安全性。计算获得其标准生成焓,并测试其机械感度,初步评价其应用可能性。优选出1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钾盐,其晶体结构稳定,不含有毒重金属...

【文章页数】：214 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究目的和意义
    1.2 四唑类含能化合物的国内外研究现状
        1.2.1 氨基取代四唑类含能化合物
        1.2.2 硝基取代四唑类含能化合物
        1.2.3 偶氮取代四唑类含能化合物
        1.2.4 肼基取代四唑类含能化合物
        1.2.5 N氧化四唑类含能化合物
        1.2.6 联四唑类含能化合物
    1.3 本论文主要研究内容
    参考文献
第2章 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 仪器与试剂
    2.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的制备及表征
        2.3.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的制备
        2.3.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的红外光谱分析
    2.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的晶体结构
    2.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的热性能研究
        2.5.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的热分解行为
        2.5.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的非等温反应动力学研究
        2.5.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的燃烧热和生成焓
        2.5.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的热爆炸临界温度
    2.6 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的理论研究
        2.6.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的结构优化
        2.6.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的NBO电荷和键级分析
        2.6.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的静电势分析
        2.6.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑的静电势分析
    2.7 本章小结
    参考文献
第3章 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 仪器与试剂
    3.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的制备及表征
        3.3.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属盐(3-1³-5)的制备
        3.3.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱土金属盐(3-6³-9)的制备
        3.3.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐制备小结
        3.3.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐红外光谱分析
    3.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑部分碱金属、碱土金属盐的晶体结构
        3.4.1 四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑锂盐(3-1)的晶体结构
        3.4.2 四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钠盐(3-2)的晶体结构
        3.4.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钾盐(3-3)的晶体结构
        3.4.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑铷盐(3-4A)的晶体结构
        3.4.5 四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑铷盐(3-4B)的晶体结构
        3.4.6 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑铯盐(3-5)的晶体结构
        3.4.7 六水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑镁盐(3-6)的晶体结构
        3.4.8 四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑钙盐(3-7)的晶体结构
        3.4.9 四水合1,1’-二羟基-5,5’-联四唑锶盐(3-8)的晶体结构
    3.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的热性能研究
        3.5.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属盐(3-1³-5)的热分解行为
        3.5.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱土金属盐(3-6³-9)的热分解行为
        3.5.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的非等温反应动力学..
        3.5.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的燃烧热和生成焓
        3.5.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的热爆炸临界温度
    3.6 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑碱金属、碱土金属盐的感度性能研究
    3.7 本章小结
    参考文献
第4章 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 仪器与试剂
    4.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的制备及表征
        4.3.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐(4-1⁴-8)的制备
        4.3.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐制备小结
        4.3.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的元素分析
        4.3.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的红外光谱分析
        4.3.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的粉末衍射
    4.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的热性能研究
        4.4.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的热分解行为
        4.4.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的非等温反应动力学
        4.4.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的燃烧热和生成焓
        4.4.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的热爆炸临界温度计算
    4.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑过渡金属盐的感度性能研究
    4.6 本章小结
第5章 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 仪器与试剂
    5.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的制备及表征
        5.3.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐(5-1⁵-7)的制备
        5.3.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐(5-8⁵-16)的制备
        5.3.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐制备小结
        5.3.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的红外光谱分析
    5.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的晶体结构
        5.4.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑乙二胺盐的晶体结构
        5.4.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑联胺盐的晶体结构
        5.4.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑羟胺盐的晶体结构
        5.4.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑氨基脲盐的晶体结构
        5.4.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑-1-氨基-1,2,3-三唑盐的晶体结构
        5.4.6 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑-3,4-二氨基-1,2,4-三唑盐的晶体结构
        5.4.7 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑-3-肼基-4-氨基-1,2,4-三唑盐的晶体结构
        5.4.8 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑脲盐的晶体结构
        5.4.9 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二甲胺盐的晶体结构
        5.4.10 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二氨基乙二肟盐的晶体结构
        5.4.11 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑吡唑盐的晶体结构
        5.4.12 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑咪唑盐的晶体结构
        5.4.13 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑-4-氨基-1,2,4-三唑盐的晶体结构
        5.4.14 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑-3-氨基-1,2,4-三唑盐的晶体结构
    5.5 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的热性能研究
        5.5.1 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的热分解行为
        5.5.2 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的非等温反应动力学研究
        5.5.3 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的燃烧热和生成焓
        5.5.4 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的热爆炸临界温度
    5.6 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的感度性能研究
    5.7 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑有机盐的爆轰性能研究
    5.8 本章小结
    参考文献
第6章 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑基配阴离子配合物的制备及性能研究
    6.1 引言
    6.2 仪器与试剂
    6.3 { TAG[LI(BTO)(H2O) ]}N配合物的制备及表征
        6.3.1 {TAG[Li(BTO)(H₂O)]}_n配合物的制备
        6.3.2 {TAG[Li(BTO)(H₂O)]}_n配合物的红外光谱分析
    6.4 {TAG[LI(BTO)(H₂O)]}N配合物的晶体结构
    6.5 {TAG[LI(BTO)(H₂O)]}N配合物的热性能研究
        6.5.1 {TAG[Li(BTO)(H₂O)]}_n配合物的热分解行为
        6.5.2 {TAG[Li(BTO)(H₂O)]}_n配合物的非等温反应动力学研究
        6.5.3 {TAG[Li(BTO)(H₂O)]}_n配合物的燃烧热和生成焓
        6.5.4 {TAG[Li(BTO)(H₂O)]}_n配合物的热爆炸临界温度
    6.6 {TAG[LI(BTO)(H₂O)]}_n配合物的感度性能研究
    6.7 本章小结
    参考文献
第7章 1,1’-二羟基-5,5’-联四唑基共晶的制备及性能研究
    7.1 引言
    7.2 仪器与试剂
    7.3 BTO/ATZ共晶的制备及表征
        7.3.1 BTO/ATZ共晶的制备
        7.3.2 BTO/ATZ共晶的红外光谱分析
        7.3.3 BTO/ATZ共晶的能谱分析
    7.4 BTO/ATZ共晶的晶体结构
        7.4.1 BTO/ATZ共晶的晶体形貌
        7.4.2 BTO/ATZ共晶的粉末衍射
        7.4.3 BTO/ATZ共晶的单晶结构
    7.5 BTO/ATZ共晶的热性能研究
        7.5.1 BTO/ATZ共晶的的热分解行为
        7.5.2 BTO/ATZ共晶的非等温反应动力学研究
        7.5.3 BTO/ATZ共晶的燃烧热和生成焓
        7.5.4 BTO/ATZ共晶的热爆炸临界温度
    7.6 BTO/ATZ共晶的感度性能研究
    7.7 BTO/ATZ共晶的爆轰性能研究
    7.8 本章小结
    参考文献
结论
附录
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
攻读学位期间获得荣誉与参研项目清单
致谢
作者简介



本文编号：3759229