耐热炸药TKX-55的合成与热性能

为了寻求新型耐热炸药,以TNT为原料,通过氧化、氯化、缩合、环化4步法合成了5,5′-双(2,4,6-三硝基苯基)-2,2′-二(1,3,4-恶二唑)(TKX-55);通过薄层色谱、傅里叶红外光谱(FTIR)、质谱、元素分析对其4步产物进行了表征,利用差示扫描量热法(DSC)对中间体及TKX-55的热安定性进行了分析。结果表明,氧化反应较佳反应条件为:TNT与氯酸钠(NaClO_3)的摩尔比为1∶4,反应时间为4h,反应温度为90℃,与文献[2]相比,使2,4,6-三硝基苯甲酸(TNBA)的收率提高了4%;缩合反应较佳反应条件为:选取四氢呋喃(THF)为溶剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为缚酸剂,2,4,6-三硝基苯甲酸(TNBC)与草酰二肼的摩尔比为2∶1,反应温度为5℃,反应时间为36h,与文献[2]相比,使双(2,4,6-三硝基苯甲酰基)草酰肼的收率提高了7%;环化反应较佳反应条件为:以发烟硫酸(质量分数20%)为脱水剂,反应温度为15℃,反应时间为24h,TKX-55的收率为93%;TKX-55的分解温度为365.5℃,表明TKX-55是一种热安定性良好的耐热炸药。     

硝酰胺热分解反应动力学研究

以尿素为原料制备硝酰胺,经过分离提纯后采用差示扫描量热法(DSC)研究了硝酰胺的热分解性质。根据DSC数据结果,采用Kissinger法和Ozawa法分别获得了硝酰胺的热分解表观动力学参数。并基于动力学数据通过Zhang-Hu-Xie-Li法计算得到的硝酰胺的自发火温度和自加速分解温度。     

氧化石墨烯-纳米银复合材料的应用研究进展

氧化石墨烯(GO)-纳米银(AgNPs)复合材料(GO-AgNPs)由于GO与AgNPs各自具有的优异性能,并能够产生协同作用,使其物理化学性能得到增强。近年来,GO-AgNPs复合材料在抗菌、光学、化工催化、改性聚合物材料、电化学等方面的应用受到人们广泛关注。对GO-AgNPs复合材料的制备方法及应用进展进行了综述。     

产品驱动的项目链条式化工产品开发课程改革的思考

为了适应新工科的发展,中北大学围绕“强实践、善研究”两条主线,对化工实验班精英工程师课程体系进行重构,以化工产品开发为目标导向,将相关课程整合为化工产品开发综合课程。结合该课程进行的“12345”教学模式改革,有助于提升学生的研究能力和综合实践能力,获得良好的教学效果。     

超重力强化AMP-PZ复合溶液脱碳技术及表观动力学

为提高工业上火电厂乙醇胺（MEA）吸收塔脱碳工艺中脱碳率和反应速率,提出了超重力技术耦合2-氨基-2-甲基-1-丙醇-对二氮己环（AMP-PZ）混合胺脱碳方法。正交实验表明：不同操作参数对脱碳率的影响显著性大小依次为：超重力因子、气液比、吸收剂质量浓度、主吸收剂含量、温度;最佳操作条件为：超重力因子为60,气液比为15,吸收剂质量分数为25%,主吸收剂质量分数为60%,温度为25℃,CO₂脱除率可达97.16%。相对传统的乙醇胺（MEA）吸收塔法,CO₂脱除率提高了7.16%。相同操作条件下,旋转填料床的脱碳反应速率常数比曝气反应装置高一倍。建立了超重力场中AMP-PZ脱碳表观动力学模型,不同操作参数对反应速率常数的显著性影响大小依次为：超重力因子>气液比>吸收剂质量浓度。     

硝基胍在水和有机溶剂中的固液相平衡数据测定与关联(298.15 K-338.15 K)（英文）

硝基胍(NQ)是一种高能钝感炸药,固液相平衡数据对于其结晶研究具有重要意义。采用激光动态法测定了硝基胍在水、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、γ-丁内酯(GBL)、DMSO/水和DMF/水溶液中298.15K到338.15K温度范围内的溶解度,并用修正的Apelblat方程、λh方程、CNIBS/RK方程及Jouyban-Acree方程对所测溶解度数据进行了关联。对所建模型的预测结果与实验数据进行了对比,结果表明,上述热力学模型预测NQ溶解度的准确度较高。此外,利用Akaike信息准则(AIC)对比了各关联模型的预测效果,通过范特霍夫方程计算了NQ在上述溶剂中的溶解焓变、熵变及吉布斯自由能变。     

FOX-7在DMF/H2O二元体系中的冷却结晶动力学

为解决直接合成所得1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)存在的晶体形貌不规则,粒度分布不均匀等问题,采用激光动态法和间歇动态法分别测定了FOX-7在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与水(H2O)二元体系(V(DMF)∶V(H2O)=7∶3)中的溶解度和超溶解度及冷却结晶动力学数据,利用最小二乘法拟合得到了晶体成核速率与生长速率方程。结果表明,FOX-7在上述体系中溶解度方程为lnx=16.42-5019.51/T-0.45lnT;在冷却结晶过程中呈粒度无关生长模型;在成核速率与生长速率方程中,过饱和比S的指数分别为0.61与0.45,悬浮密度MT指数的为2.30,搅拌强度ωr的指数为0.22。     

基于自适应遗传算法优化非对准误差补偿算法

针对在无转台标定下,惯性测量单元中三轴加速度计的灵敏度与零位输出电压会随时间变化而改变的问题,提出了一种基于自适应遗传算法优化椭球拟合的现场标定方法.通过建立椭球拟合补偿算法引入非对准误差,再采用自适应遗传算法对非对准误差进行最优参数估计,解算出三轴加速度计标定因数矩阵与零位输出电压.仿真结果表明,在数据良好的情况下,补偿标定精度最多提升了6个数量级,在数据畸变较大的情况下,精度提升了2个数量级,该算法依然表现出良好的标定精度,验证了该算法的准确性和可行性.     

外电场中1,4-二硝基咪唑-N-氧化物感度的理论研究

为探明外电场中炸药感度的变化规律,借助B3LYP/6-311++G(2d,p)和M06-2X/6-311++G(2d,p)理论方法,研究了外电场方向和强度的变化对1,4-二硝基咪唑-N-氧化物(1,4-DNIO)炸药潜在引发键的键长、硝基电荷、键离解能及撞击感度、静电火花感度和冲击起爆压力的影响。结果表明,在无电场和外电场作用下,N─NO2是最可能的引发键,其次是N→O,最后是C─NO2键。沿N→O、C─NO2键轴正方向和N─NO2负方向的外电场使N→O和C─NO2键离解能减小、N─NO2键离解能增大、H50增大、撞击感度降低;与上述反方向的外电场对引发键强度和撞击感度的影响正好相反。引发键键长、AIM电子密度、硝基电荷、键离解能和H50的变化量分别与外电场强度之间呈良好的线性关系,大多数情况下,相关系数R2>0.9500。外电场对电火花感度和冲击起爆压力的影响不大,外电场由-0.010 a.u.变化到0.010 a.u.,变化值分别小于0.5 J和0.15 MPa。     

FOX-7在DMSO-H2O、DMSO-EtOHDMSO-ACE 二元混合体系中的溶解度及结晶

采用激光动态法测定了1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)在4种纯溶剂(DMSO、H_2O、EtOH、ACE)和3种二元混合溶剂(DMSO-H_2O、DMSO-EtOH、DMSO-ACE)中的溶解度;用Apelblat、Yaws和van′t Hoff模型对溶解度数据进行拟合;以DMSO为溶剂,H_2O、EtOH、ACE为非溶剂,采用溶剂-非溶剂法对FOX-7进行重结晶,并采用电子显微镜对其形貌进行观察。结果表明,FOX-7在纯溶剂中的溶解度随温度的升高而增大,在混合溶剂中的溶解度随温度的升高和DMSO含量的增加而增大;在相同温度下、同等体积比的这3种二元混合溶剂,FOX-7在DMSO-H_2O中的溶解度最小,在DMSO-ACE中的溶解度最大,3个溶解度模型的相关系数(R~2)均大于0.96,因此可以采用这3个模型来关联溶解度数据;用电子显微镜观察到DMSO-ACE(体积比2∶1)体系中冷却结晶得到的晶体形貌规则统一且呈类球状,未出现团聚现象。