Mg（BH4）2对典型硝胺炸药热分解性能的影响

为探索硼氢化镁（Mg（BH₄）₂）对硝胺炸药热稳定性的影响,采用差示扫描量热法（DSC）研究了Mg（BH₄）₂/黑索今（RDX）、Mg（BH₄）₂/奥克托金（HMX）和Mg（BH₄）₂/六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）3种混合硝胺炸药的热分解性能,并采用同步热分析-红外连用技术（TG-FTIR）分析了3种混合物的热分解气相产物。结果表明：Mg（BH₄）₂对3种硝铵炸药的热分解和表观活化能产生了不同的影响,RDX和CL-20分解放热量分别增加了14.7%和32.1%,HMX的分解放热量减少了45.8%;RDX的表观活化能降低了15.8 kJ·mol^-1,HMX和CL-20的表观活化能分别提高了19.7 kJ·mol^-1和11.5 kJ·mol^-1。Mg（BH₄）₂没有改变3种硝胺炸药的热分解气相产物,其主要产物均为NO₂和N₂O;Mg（BH₄）₂使HMX、RDX热分解产物和含量变化不大,使CL-20出现了明显的水峰,NO₂与N₂O的浓度比值降低了89.2%;表明Mg（BH₄）₂对RDX和CL-20的热分解有促进作用,对HMX热分解有抑制作用。     

新型耐热含能钙钛矿化合物（C6H14N2）［Na（ClO4）3］的热分解行为

（C₆H₁₄N₂）［Na（ClO₄）₃］是新型含能钙钛矿化合物的典型代表,需明确其热分解行为、热分解机制及感度特性,以推动其在配方中的应用。以差示扫描量热-热重分析方法实现了分解放热量、分解温度等参数的获取;以动力学模拟计算解析了相关分解机理;以同步热分析-红外-质谱联用技术结合原位红外技术探索了（C₆H₁₄N₂）［Na（ClO₄）₃］的分解产物及分解历程;以国军标法获得了热感度、摩擦感度与撞击感度参数。结果表明：在10 ℃·min^-1的升温速率下,（C₆H₁₄N₂）［Na（ClO₄）₃］分解放热量为4227 J·g^-1,分解温度则达到345 ℃,高于黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）、六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）等多数现役含能材料,显示了优异的热稳定性;分解产物研究表明其立方笼状骨架有效稳定了内部结合的有机物分子,使其热稳定性较高。此外,（C₆H₁₄N₂）［Na（ClO₄）₃］在100 ℃下加热48 h的放气量约0.04 mL·g^-1,撞击感度与机械感度分别为32%和80%,优于RDX和HMX。     

CoFe2O4/g-C3N4对HMX和TKX-50的催化分解特性

为了防止铁酸钴（CoFe₂O₄）纳米颗粒团聚,提高其对奥克托今（HMX）和哈托（TKX-50）的催化分解性能,采用类石墨氮化碳（g-C₃N₄）作为CoFe₂O₄纳米颗粒的分散剂载体,通过溶剂热法原位生长制备了CoFe₂O₄/g-C₃N₄二元纳米复合材料,并利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪以及差示扫描量热仪等研究了其组成、结构形貌及催化分解性能。结果表明,CoFe₂O₄/g-C₃N₄复合材料形貌均匀密实,使HMX和TKX-50的热分解峰温分别降低了7.0 ℃和41.3 ℃,表观活化能分别降低了341.1 kJ·mol^-1和21.0 kJ·mol^-1,同时增大了其放热量。残渣分析结果发现HMX几乎完全被催化分解,而TKX-50催化分解不彻底,其残渣和CoFe₂O₄/g-C₃N₄形成了微米级块状混合物。     

氘化对TATP结构和热行为的影响

为了研究氘化对三过氧化三丙酮（TATP）化学键振动性质以及热分解行为的影响,分别以丙酮和丙酮-d₆为原料,过氧化氢为氧化剂,硫酸为催化剂,制备了TATP和氘代三过氧化三丙酮（TATP-d₁₈）。采用核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热法对TATP和TATP-d₁₈进行表征,使用Kissinger法、Ozawa法和Friedman法计算得到了TATP和TATP-d₁₈的非等温反应动力学参数。结果表明,TATP-d₁₈分子中各化学键的振动频率相比于TATP表现出不同程度的红移现象,C—H（D）键伸缩振动频率之比（ν_C—H/ν_C—D）约为1.36;由Kissinger法、Ozawa法和Friedman法所得TATP-d₁₈的表观活化能（E_K=80.54 kJ·mol^-1,E_O=83.56 kJ·mol^-1,E_F=72.27 kJ·mol^-1）均高于这3种方法计算得到的TATP的表观活化能（E_K=67.91 kJ·mol^-1,E_O=71.01 kJ·mol^-1,E_F=63.79 kJ·mol^-1）,这表明TATP-d₁₈具有更高的热稳定性;计算所得的TATP与TATP-d₁₈的热爆炸临界温度分别为402.37 K和423.46 K,这也证实了TATP-d₁₈具有更高的热稳定性;计算得到了TATP和TATP-d₁₈的非等温分解过程热力学参数,证明了TATP和TATP-d₁₈不会自发发生热爆炸。     

酸性和有机溶液对α-AlH3稳定改性的研究

为提高α-AlH₃的稳定性,采用酸性和有机溶液对其进行了处理,通过结构表征、稳定性测试和机械感度测试对比研究了处理前后的样品,探讨了改性对α-AlH₃释氢性能的影响及改性机理。结果表明,改性方法有效且对样品释氢性能影响微弱,改性后的α-AlH₃的释氢损失量不超过1%,起始释氢温度和释氢峰值温度变化不超过±3 ℃,最大释氢速率变化不超过20%,其中,氢溴酸处理增强α-AlH₃贮存稳定性的效果最好,样品贮存期间释氢量由0.87%降至0.02%。酸性和有机溶液处理能够使样品表面的杂质和缺陷减少,酸性溶液处理的α-AlH₃表面形成了无定形氧化铝或氢氧化铝,增强了α-AlH₃的稳定性。相较于有机溶液,酸性溶液在实际应用中更适于作为改性剂。     

TKX-50/KH550复合材料的制备及其与硝化棉的相容性

为改善1，1′-二羟基-5，5′-联四唑二羟胺盐（TKX-50）与硝化棉（NC）的相容性，采用1%、2%和3%浓度的硅烷偶联剂（KH550）乙醇溶液对TKX-50进行包覆，得到3种TKX-50/KH550复合材料TK1、TK2和TK3。采用扫描电镜、红外光谱仪和差示扫描量热仪研究了复合材料的形貌结构及热安定性能；采用绝热加速量热仪和差示扫描量热仪研究了TKX-50/KH550复合材料与硝化棉（NC）之间的相容性。结果表明，与原料TKX-50（138.86 kJ·mol^-1）相比，TKX-50/KH550复合材料的热分解表观活化能分别增加了190.03、195.82、194.42 kJ·mol^-1，TKX-50的热稳定性得到了提高；在绝热环境下，较TKX-50与NC混合体系，3种TKX-50/KH550复合材料与NC混合体系的初始热分解温度分别提高了14.93、18.18和17.90 ℃；相比TKX-50，TKX-50/KH550复合材料与NC的相容性等级从3级提升到2级，改善了TKX-50与NC的相容性。     

疏水纳米SiO2改性鳞片石墨的流动性及红外干扰性能（英）

为研究疏水纳米SiO₂改性鳞片石墨的分散性能和红外干扰效能,采用粉体特性测试仪测定了改性前后鳞片石墨粒子的流动性。采用气流分散的方式将鳞片石墨粒子分散在烟幕箱中形成烟幕。测试了烟幕的质量浓度和红外光谱透过率。依据搅拌沉降模型,计算得到了烟幕的沉降速度。结果表明,用质量分数为4.0%的疏水纳米SiO₂改性鳞片石墨的Carr流动性指数最高,达到了61,同时鳞片石墨粒子的沉降速度也从改性前的2.288×10^-3m·s^-1降至改性后的1.125×10^-3m·s^-1,形成的烟幕在3~5 μm 和8~12 μm波段的平均红外光谱透过率也分别从0.3895%和 0.7288%降为0.072% 和 0.176%。疏水纳米SiO₂对鳞片石墨表面的物理修饰,有效改善了鳞片石墨粒子的流动性和分散性能,显著提高了鳞片石墨形成烟幕的留空持续时间和红外干扰性能。     

1-羟基-N-（1H-1，2，4-三唑-5-基）-1H-四唑-5-甲酰胺的合成和性能

为制备新型富氮杂环含能化合物，以5-氰基-1-（1H-1，2，4-三唑-3-基）-1H-四唑（1）为原料，经偕胺肟化、重氮化、取代及亲电加成等步骤，合成一种以酰胺键桥联的富氮含能化合物1-羟基-N-（1H-1，2，4-三唑-5-基）-1H-四唑-5-甲酰胺（3）；利用核磁共振（NMR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、元素分析（EA）等方法对化合物3进行了结构表征，并通过单晶X-射线衍射分析（SC-XRD）进一步确定了其结构；利用差示扫描量热（DSC）和热重（TG）方法研究了化合物3的热分解过程。结果表明，化合物3初始分解温度为265 ℃，爆速为 8017 m·s^-1，爆压为23.1 GPa，撞击感度为20 J，摩擦感度为288 N。     

炭载体制备条件对Pd（OH）2/C催化剂氢解脱苄性能的影响

为提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）合成过程中氢解脱苄催化剂的活性、降低贵金属Pd用量,本研究以葡萄糖酸钠为原料采用球磨/碳化方法制备了炭载体,实验主要探索了葡萄糖酸钠的碳化温度、升温速率及助剂等因素对炭载体结构及相应氢氧化钯碳（Pd（OH）₂/C）催化剂在六苄基六氮杂异伍兹烷（HBIW）和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（TADB）氢解脱苄反应中催化活性的影响。采用氮气等温吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线粉末衍射（XRD）、元素分析及程序升温脱附（TPD）对炭载体的孔结构、颗粒形貌、晶相结构、化学组成及表面化学性质进行了表征。结果表明：以葡萄糖酸钠为原料制备炭载体的较佳碳化温度为700 ℃,升温速率为10 ℃·min^-1,引入助剂NaHCO₃可调变葡萄糖酸钠碳化过程中的膨化程度。在此优化条件下制备的炭载体具有丰富多级孔结构和适量的表面含氧官能团,相应Pd（OH）₂/C催化剂在HBIW和TADB氢解脱苄反应中显示出优异催化活性。     

丙基硝基胍（PrNQ）热化学特性及分解机理（英）

采用差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)法研究了丙基硝基胍 （PrNQ）的热分解行为和非等温分解反应动力学,利用原位红外技术研究了PrNQ分子的分解机理,利用DSC实验研究了PrNQ与黑索今 （RDX）,奥克托今（HMX）,六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）,5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵 （TKX-50）的相容性。结果表明,PrNQ的熔点约为99 ℃,可应用于熔铸炸药体系。PrNQ的热稳定性良好,PrNQ的熔融和分解温度相差约137 ℃,可保证熔铸工艺的安全性。根据DSC实验,PrNQ与HMX及TKX-50的ΔT_p分别为-0.3 K和1.36 K,表明其与HMX及TKX-50相容性良好。     

环氧氯丙烷的N2O5硝化

研究了环氧氯丙烷(ECH)与N₂O₅的绿色硝化反应过程。考察了催化剂种类、反应温度、反应时间、溶剂对制备3-氯-1,2-丙二醇二硝酸酯的硝化过程的影响。结果表明,酸性分子筛催化剂H-ZSM-5具有较好的催化性能,以其为催化剂,CH₂Cl₂为溶剂,反应温度15 ℃,反应时间6 h,N₂O₅与ECH摩尔比1.11.0的优化条件下, ECH的转化率达100%, 3-氯-1,2-丙二醇二硝酸酯的选择性和收率达98.0%。     

一株高效降解苯胺菌Q6的分离鉴定及其降解特性

火炸药在生产和加工中会产生苯胺废水,对环境造成较大的污染。为苯胺降解提供高效的菌种资源,从化工废水处理厂好氧曝气池活性污泥中分离出一株以苯胺为唯一碳源和能源生长的高效降解菌Q6,通过形态观察、生理生化特征和16S rDNA基因序列系统发育分析,初步鉴定菌株属于食酸菌属（Acidovorax sp.）。研究了接种量、温度、pH值、外加碳氮源对菌株Q6降解苯胺的影响,同时拟合了不同初始浓度苯胺的降解动力学过程和菌株Q6生长动力学过程。实验结果表明,在温度23~37 ℃和pH 5~8的条件下,菌株Q6均能高效降解苯胺,且氯化铵可作为最优共代谢氮源促进菌株对苯胺的降解。最适条件33 ℃、pH 7和接种量10%,该菌株对不同初始浓度（200~3000 mg·L^-1）苯胺的降解率均可达95.0%以上,降解苯胺过程呈现一级和零级动力学关系。Q6生长过程符合Haldane方程,其最大比生长速率μ_max为0.130 h^-1,半饱和常数K_s为190 mg·L^-1,抑制常数K_i为8497 mg·L^-1。研究表明,菌株Q6在处理含高浓度苯胺工业废水方面具有独特潜力。     

BPTAP的荧光特性及其稳定性

为了掌握2,4,8,10-四硝基苯并-1,3a,6,6a-四氮杂戊搭烯并吡啶（BPTAP）独特的荧光性能,研究了BPTAP在不同溶剂（乙腈、甲醇、四氢呋喃、丙酮、三氯甲烷、乙酸乙酯、N′,N′-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜）、含水量（0~100%）和pH（2.0~12.0）中的光谱性质,考察了光照、温度、pH等对BPTAP溶液荧光稳定性的影响,并结合超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术解析了BPTAP的荧光衰退机制。结果表明,尽管BPTAP拥有4个硝基取代基,但其在部分有机溶剂中展现出较强的绿色荧光。BPTAP在乙腈中荧光强度最大,其最大吸收/发射波长为460 nm/508 nm。低含水量（≤10%）会增加BPTAP荧光强度,而高含水量（>10%）会使BPTAP荧光强度急剧下降。BPTAP在酸性、中性及弱碱性中具有较强荧光,当pH大于≥9.0时,BPTAP荧光强度随pH增大急剧下降。BPTAP在室温和自然光下稳定性较好,光照波长越接近其最大吸收波长,荧光稳定性越差。升高温度会使BPTAP荧光稳定性变差。pH增大不仅会降低BPTAP的荧光强度,同时也会加速BPTAP荧光的衰退。BPTAP在碱性条件下的荧光衰退机制涉及基于亲核取代反应的化学变化过程,BPTAP吡啶环对位的硝基在碱性溶液中被羟基所取代,形成新的化合物1（［M-H］^-的元素组成为C₁₁H₃N₈O₇）。     

二硫化钼掺杂改性FOX-7含能复合材料的热分解特性研究

为了提高1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）的热分解特性,在较低分解活化能下实现能量的快速释放,采用溶剂-反溶剂的方法制备了掺杂改性的FOX-7/MoS₂含能复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）等分析测试手段对复合材料的形貌结构、物相组成、热分解特性、分解活化能进行了表征和测试。结果表明,掺杂改性的FOX-7/MoS₂含能复合材料既可以提高低温阶段的分解温度,又可以催化高温下的分解放热。其中,与原料相比,FOX-7/MoS₂-5%的低温阶段的分解温度和分解活化能分别提高了6.8 ℃和78.6 kJ·mol^-1;高温阶段的分解温度和分解活化能分别降低了23.4 ℃和340.4 kJ·mol^-1。热重-质谱结果表明,高温阶段FOX-7/MoS₂-5%产物中CO₂的比例从7.3%增加到16.8%,表明MoS₂的掺杂改性又促进了高温阶段的分解,使分解更加完全和充分。     

3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)根锰（Ⅱ）盐[Mn(H2O)6](NTO)2.2H2O的制备和晶体结构

用3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）的锂盐水溶液和硫酸锰水溶液反应制得[Mn（H₂O）₆]（NTO）₂·2H₂O,对它进行了元素分析与红外表征。[Mn（H₂O）₆]（NTO）₂·2H₂O的结构用单晶分析法测定,其空间群为 C2/C,晶胞参数 a=23.423（3）Å,b=6.5262（9）Å,c=19.412（3）Å,a=90.00（0）°,β=142.713（7）°,γ=90.00（0）°,V=1797.6（4）ų,Z=4,D_c=1.70 g·cm^-3,μ=7.87cm^-1,F（000）=947.75。     

空位对五唑阴离子盐Mn（N5）2冲击反应和损伤演化的影响

为探究微缺陷对五唑阴离子盐冲击响应、化学分解及损伤演化的影响,采用从头算分子动力学模拟方法研究了完美型Mn（N₅）₂晶体及含有3%空位浓度的Mn（N₅）₂晶体在不同速度（8,9,10,11,12 km·s^-1）c轴冲击波作用下的动力学演化和初始分解反应机理。冲击雨贡纽线的计算结果表明,含空位的Mn（N₅）₂体系比完美型体系在高压条件下表现出更大的体积压缩比。分子动力学模拟结果显示,当冲击波速v_shock<10 km·s^-1时,完美型及含有空位的体系在5000 fs内均未出现分解反应,而仅出现了不足10%的体积压缩;当v_shock=10 km·s^-1时,完美型体系于512.8 fs时刻开始在晶体内均匀地出现N—N键断裂的现象,而含空位体系的初始反应时间则提前至281.6 fs,并且N—N键的断裂集中发生在空位附近;当v_shock继续增加至11 km·s^-1和12 km·s^-1时,两种体系的初始反应时间不断提前,反应进程不断加快,但空位对体系冲击波感度的提升作用和对分解反应进程的加速作用随着冲击波速的提升而不断减弱。研究结果表明空位是热点的早期成核结构之一,空位的存在促进周围的五唑分子发生级联分解,使损伤不断演化成长和传播,进而引起含能材料的点火。     

高聚物黏结剂对HMX相变行为的影响

为了探究高聚物黏结剂对奥克托今（HMX）相变行为的影响,使用压装成型工艺制备了含聚酯型聚氨酯（HMX-Estane）、氟橡胶（HMX-F₂₃₁₄）、硝化纤维素（HMX-F₂₃₁₄-NC）的HMX基高聚物黏结炸药以及纯HMX药柱,利用原位变温X射线广角散射（WAXS）技术和差示扫描量热法,研究了热刺激下样品中HMX的相变行为和机制。WAXS结果表明,HMX-Estane（95∶5）、HMX药柱、HMX-F₂₃₁₄（95∶5）、HMX-F₂₃₁₄-NC（95∶3∶2）的相变起始温度（T_i）分别为186 ℃、188 ℃、192 ℃、198 ℃。相比于HMX药柱,黏结剂中加入少量的NC（2%）,T_i可提升10 ℃。真空条件下,4种样品从高温δ相降温至100 ℃保温,只有HMX-Estane发生了δ→β逆相变且在3.5 h内δ相全部转变为β相,而其他样品均未发生相变,仍为δ相。β-HMX在HMX-Estane界面位置的溶解（升温过程）和析出（降温过程）可能是促进HMX-Estane发生β→δ相变,及其逆相变的主要因素。     

超重力强化O3/Fe（Ⅱ）氧化降解DNT实际废水

二硝基甲苯（DNT）生产工艺中产生的废水具有成分复杂、难生物降解等特点,为此本研究提出采用超重力强化O₃/Fe（Ⅱ）氧化降解DNT实际废水的思路,研究了操作参数对DNT废水去除效果的影响规律,揭示了超重力强化O₃/Fe（Ⅱ）氧化降解DNT的催化机理,分析了DNT降解过程中间产物,推测了其降解途径。结果表明：超重力因子的提高有利于硝基化合物的深度降解,体系 pH 值会影响臭氧的直接氧化和间接氧化反应以及催化剂 Fe（Ⅱ）的浓度,在超重力因子β为40,Fe（Ⅱ）浓度为 0.8 mmol·L^-1,O₃浓度为60 mg·L^-1,液体流量Q_L为80 L·h^-1,pH值为1.1的条件下,反应60 min硝基化合物的去除率达60%,相近操作条件下,硝基化合物去除率比鼓泡反应器（BR）O₃/Fe（Ⅱ）体系提高18.30%;电子顺磁共振图谱显示出1∶2∶2∶1的相对峰强度,表明了羟基自由基（·OH）的存在,证实该降解过程遵循·OH的催化机理;旋转填料床（RPB）O₃/Fe（Ⅱ）体系中降解DNT过程的中间产物主要有二硝基苯甲醛、二硝基苯甲酸、二硝基苯、间苯二酚和丙二酸,并推测了Fe（Ⅱ）催化臭氧氧化二硝基甲苯的降解途径。     

HMX/TATB混合炸药中HMX与TATB组分含量的液相色谱分析

为准确、快速测定奥克托今（HMX）/三氨基三硝基苯（TATB）混合炸药中 HMX和 TATB的含量,建立了液相色谱分析方法。采用二甲基亚砜（DMSO）为溶剂,超声波辅助溶解样品,考察了样品量、样品提取时间、流动相、色谱柱、检测波长等条件对测试结果的影响。结果表明：在C18色谱柱上,以乙腈/水=45/55（V/V）为流动相, HMX/TATB混合炸药中HMX和TATB分离良好,分析时间仅6.5 min;16.0 mg HMX/TATB混合炸药溶解在250 mL DMSO中,超声辅助溶解1.0 h,室温静置溶解4.0 h可以使HMX和TATB溶解萃取完全,重复性测试结果的相对标准偏差分别为0.99%,0.55%;HMX在0.011~0.016 mg·mL^-1,TATB在0.032~0.056 mg·mL^-1的范围内与峰面积呈较好的线性关系,相关系数R²分别为0.9999、1.0000。     

Al/Bi2O3-HNIW复合物的制备及其性能

为了探索纳米铝热剂-猛炸药复合物代替传统起爆药的可能性,以纳米Al粉、纳米Bi₂O₃、工业级六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）以及纳米HNIW为原料,采用溶剂-非溶剂（Solvent-nonsolvent Method, SN）和物理混合（Physical Mixing Method,PM）两种方法分别制备了Al/Bi₂O₃-HNIW复合物,采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、密闭爆发器试验、铅板试验等对制备的复合物性能进行表征和测试。结果表明,采用溶剂-非溶剂法制备的复合物中Al/Bi₂O₃均匀地包覆在HNIW表面,Al/Bi₂O₃与HNIW的质量比为3∶7时,结合压力-时间特性曲线,Al/Bi₂O₃-HNIW（SN）复合物的增压速率为2.914 GPa·s^-1,约为Al/Bi₂O₃-HNIW （PM） 的三倍,且升压时间短;其静电感度明显低于斯蒂芬酸铅（Lead Styphnate,LS）和叠氮化铅（Lead Azide,LA）,甚至低于猛炸药太安（PETN）; 采用太安（PETN）作为过渡药,Al/Bi₂O₃-HNIW（SN）能够可靠起爆黑索今（RDX）装药。采用溶剂-非溶剂法制备的Al/Bi₂O₃-HNIW因其优异的安全性和起爆性能,有望作为雷管起爆药替代物使用。