發(fā)布時(shí)間：2020-10-21 13:50

　　 新型高氮含能化合物的結(jié)構(gòu)中通常含有大量的高能化學(xué)鍵,如C-N、C=N、N-N和N=N鍵,這些高能化學(xué)鍵的存在使這類新型高氮含能化合物擁有較高的生成焓和化學(xué)潛能。此外,新型高氮含能化合物的特殊結(jié)構(gòu)也決定了該類化合物及其含能材料均具有較為特殊的熱力學(xué)性能以及理化性能。與傳統(tǒng)的含能材料相比,新型的高氮含能材料更能促進(jìn)當(dāng)代軍事武器的發(fā)展。正是基于這種獨(dú)特的性能,有關(guān)高氮含能化合物的研究受到了各國(guó)科學(xué)研究者的青睞。本文合成了偶氮三唑酮(ZTO)及偶氮三唑酮的五種鹽,這六種含能化合物分別是：ZTO、K(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)· H2O、Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O.Nd(ZTO)3·H2O。研究結(jié)果主要有以下幾點(diǎn)：1.在非等溫條件下,采用TG/DTG-DSC表征手段對(duì)其中四種含能化合物的熱分解過(guò)程進(jìn)行了研究。通過(guò)Flynn-Wall-Ozawa等一系列方法對(duì)Ni(ZTO)H2O Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算,得到了該四種含能化合物熱分解反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及機(jī)理函數(shù)。最后,通過(guò)計(jì)算獲得了理論的臨界熱爆炸溫度(Tb)、活化吉布斯自由能(ΔG≡)、活化焓(△H≠)及活化熵(AS≠)。2.測(cè)定了ZTO、K(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O六種含能化合物的燃燒熱值,它們的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓(△cHmθ)分別依次(11528±28),(6101±32),(7153±65),(13894±62),(5973±21),(5477±13)kJ-mol-1和標(biāo)準(zhǔn)生成焓(△fHm0)分別依次為(-107.15±11.19),(666.51±4.30),(418.04±5.34),(8492.32±49.48),(1613.92±41.43),(2399.93±9.61)kJ·mol-1。3.測(cè)定了Ni(ZTO)·H2O、Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O四種含能化合物在連續(xù)模式下的比熱容,擬合出了這些比熱容隨溫度而變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式,即比熱容方程。以298.15 K為基準(zhǔn),計(jì)算了這四種含能化合物在283 K-353 K溫度區(qū)間內(nèi)的熱力學(xué)函數(shù)值,包括熵變、焓變和吉布斯自由能變等。利用Ni(ZTO)·H2O、 Ni(ZTO)·(phen)3·H2O、Cr(ZTO)3·H2O和Nd(ZTO)3·H2O四種物質(zhì)相應(yīng)的比熱容溫度方程和熱分解參數(shù),分別計(jì)算出了這四種物質(zhì)的絕熱至爆時(shí)間,并對(duì)這四種化合物的熱穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行了直觀的評(píng)定。
【學(xué)位單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TQ560.1
【部分圖文】：

?ＣＨ３ＯＨ?＼?＼?Ｙ?／??＼＝１?１?＼?ＰＣＨ?１?ｊ??０??圖２－３?Ｋ（ＺＴ０）?Ｈ２０的合成路線??Ｆｉｇ．?２－３?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆＫ（ＺＴＯ）－Ｈ２０??２．４．２?Ｋ（ＺＴ０）Ｈ２０?分析檢測(cè)??元素分析結(jié)果，理論值（％）：?Ｃ?１９．３８，Ｈ?３．１９，Ｎ?４４．６７；實(shí)測(cè)值（％）：?Ｃ?１９．０４，Ｈ?３．５０，??Ｎ?４４．４５．?ＩＲ?（ＫＢｒ）?ｖ／ｃｍ＂＇：?３２４７（Ｎ－Ｈ），?３１２０?（Ｃ－Ｈ），?１６３９?（Ｎ＝Ｎ），?１５０４?（Ｃ＝Ｎ），?１３３１（Ｃ－Ｎ）．??２．５?Ｎｉ（ＺＴ０）?Ｈ２０的制備和表征??２．５．１?Ｎｉ（ＺＴ０）?Ｈ２０?的制備??將一定量的Ｋ（ＺＴ０ｙＨ２０溶于蒸館水中，攪拌升溫至５０?°Ｃ，緩慢滴加一定量的硝??酸鎮(zhèn)（Ｎｉ（Ｎ０３：ｈ．６Ｈ２０）的水溶液，滴加完畢，保溫?cái)嚢�。反�?yīng)完畢后，冷卻、抽濾、洗??滌、真空干燥，得綠色粉末固體。??（［Ｉ?ＨＣ＝Ｎ?Ｖ?／?Ｉ?ＨＣ＝Ｎ?＼??（ＨＮ人Ｎ—Ｎ＝Ｎ—Ｎ?Ｎ?？?Ｋ＋?摩３）２．尋?＞?＾人Ｎ—Ｎ＝Ｍ—Ｎ＇??＼?Ｗｈ?丫?ｙ?丫?ｊ??Ｏ?０??圖２－４?Ｎｉ（ＺＴ０）?Ｈ２０的合成路線??Ｆｉｇ．?２－４?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?Ｎｉ（ＺＴ０）＇Ｈ２０??２．５．２?Ｎｉ（ＺＴ０）－Ｈ２０?分析檢測(cè)??元素分析結(jié)果，理論值（％）：Ｃ?１５．３８，Ｈ?２．１９，Ｎ?３５．１０；實(shí)測(cè)值（％）：?Ｃ?１５．７３，?Ｈ?２．２６，??Ｎ?３５．０５．?＇Ｈ－ＮＭＲ?（ＵＮＩＴＹＩＮＯＶＡ?５００?ＭＨｚ

Ｖ?Ｗｃ＇Ｈ?丫?／?丫人??圖２－８?Ｃｒ（ＺＴ０）３－Ｈ２０的合成路線??Ｆｉｇ．?２－８?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?Ｃｒ（ＺＴＯ）３－?Ｈ２Ｏ??２．７．２?Ｃｒ（ＺＴ０）３－Ｈ２０?的分析檢測(cè)??元素分析結(jié)果，理論值（％）：?Ｃ?１５．０１，?Ｈ?２．２０，?Ｎ?３３．０９；實(shí)測(cè)值（％）：?Ｃ?１４．９６，?Ｈ?２．２７，Ｎ??３２．７３．?＂Ｈ－ＮＭＲ?（ＵＮＩＴＹＩＮＯＶＡ?５００?ＭＨｚ，?ＤＭＳＯ－ｄｇ，?ｐｐｍ）：?３．３２?（Ｎ－ＣＨ＝Ｎ，?ｓ），??８．６３（Ｎ－ＣＨ＝Ｎ，?ｓ），?１２．３５（Ｃ－ＮＨ－Ｎ，?ｓ），?２．５１?為?ＤＭＳＯ?的溶劑峰。ＩＲ?（ＫＢｒ）?ｖ／ｃｍ＂＇：??３２２２（Ｎ－Ｈ），?３１６４?（Ｃ－Ｈ），?１７２０?（Ｃ＝０），?１５４３?（Ｃ＝Ｎ），１３３８（Ｃ－Ｎ

Ｖ?丫?／?＼?Ｗｃ＾Ｈ?丫乂??Ｏ?ｏ??圖２－１０?Ｎｄ（ＺＴ０）３．Ｈ２０的合成路線??Ｆｉｇ．?２－１０?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?Ｎｄ（ＺＴＯ）３＊?Ｈ２Ｏ??２．８．２?Ｎｄ（ＺＴ０）３＿Ｈ２０?的分析檢測(cè)??元素分析結(jié)果，理論值（％）：?Ｃ?１４．０２，Ｈ?２．１０，Ｎ?３２．０９；實(shí)測(cè)值（％）：?Ｃ?１４．１０，Ｈ?１．８５，??Ｎ?３１．６３．?＇Ｈ－ＮＭＲ?（ＵＮＩＴＹＩＮＯＶＡ?５００?ＭＨｚ，?ＤＭＳＯ－ｄｅ，?ｐｐｍ）：?３．３２?（Ｎ－ＣＨ＝Ｎ，?ｓ），??８．６５（Ｎ－ＣＨ＝Ｎ，?ｓ），?１２．３７（Ｃ－ＮＨ－Ｎ，?ｓ?），２．５１?為?ＤＭＳＯ?的溶劑峰。ＩＲ?（ＫＢｒ）?ｖ／ｃｎｆｉ：??３２２０（Ｎ－Ｈ），?３１６４?（Ｃ－Ｈ），?１７２０?（００），１６３２?（Ｎ＝Ｎ），?１５４３（
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本文編號(hào)：2850196