新型含能化合物3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯的合成与表征

以4-氯吡唑(4-CP)为原料,经过硝硫混酸硝化制得4-氯-3,5-二硝基吡唑(4-CDNP),再以硝酸银为亲核试剂进行亲核取代反应得到一种新型的含能化合物3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯(DNPN),并采用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征,计算了其爆轰性能,考察了硝硫混酸组成、硝化温度对硝化反应的影响,得到较佳的合成条件:硝硫混酸组成为V(98%硝酸):V(98%硫酸)=1∶4,反应温度为100℃,反应时间为5 h,产率为65.1%。4-CDNP与硝酸银的反应很快,在40℃下反应1h产率就可达到35.6%。DNPN的爆速为8.78 km·s~(-1),爆压35.12 GPa,优于TNT。     

1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑的结晶热力学

利用重力法测定了1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP)在不同溶剂中的溶解度,采用Apelblat方程和vant′t Hoff方程拟合了溶解度数据,估算了MTNP的标准溶解焓、标准溶解熵、标准吉布斯自由能、固-液表面张力和表面熵因子。通过对比溶解度,选用苯、甲醇和无水乙醇作为溶剂分别对MTNP结晶并且进行产品表征。结果表明,MTNP的溶解度随温度的升高而增加;Apelblat方程和vant′t HoffF方程计算的溶解度值与实验值的平均绝对百分比偏差均小于5.18%,其中Apelblat方程对实验数据的关联结果较优;用电子显微镜观察无水乙醇作溶剂结晶得到的产品形貌规则且统一,其撞击感度为68%,激光粒度仪测试产品粒度均匀性较好。     

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。     

硝基吡唑类化合物的合成研究进展

综述了12种硝基吡唑化合物的合成方法并进行了比较,重点介绍了能量高于2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、感度低于TNT或能量更高的吡唑类低熔点系列含能化合物,如3,4-二硝基吡唑(3,4-DNP)、1-甲基-3,4,5-三硝基吡唑(MTNP),为此类含能化合物的进一步合成及性能研究提供一定的参考,为高密度、高能量、低感度炸药及可替代TNT的熔铸炸药载体的进一步研究探索提供一定的新思路。认为以下三个方面将会是今后一段时期内的研究重点:探索MTNP新合成路及工艺优化,研究3,4-二硝基吡唑和MTNP的物化性能及其高能化合物的组合配方,寻找硝基吡唑化合物合成中需求的绿色硝化剂和催化剂。     

3，3′-联（1，2，4-噁二唑）-5，5′-二甲醇（BOD）的水解反应机理与合成工艺

通过理论计算的方法探究了3,3′-联（1,2,4-噁二唑）-5,5′-二甲硝酸酯（BOM）的中间体3,3′-联（1,2,4-噁二唑）-5,5′-二甲醇乙酸酯（BODM）水解生成3,3′-联（1,2,4-噁二唑）-5,5′-二甲醇（BOD）的反应机理,采用单因素实验和正交实验优化了合成工艺,并通过单晶检测、X射线衍射（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、核磁共振、差示扫描量热法（DSC）等对BOD的结构和性能进行分析测试。结果发现,其反应机理为BODM中的—［O］—中的孤对电子与H₂O中的H形成OH…O氢键,随后—［O］—［C═O］—中的O—C键断裂,H₂O中的H和—OH分别与—［O］—和—［C═O］—成键形成—OH和—COOH基团。并发现BOD的晶体属于单斜晶系,空间群为C2/c,晶胞夹角α=90°,β=105.361（7）°,γ=90°,晶胞体积v=774.9（2） ų,密度ρ=1.698 g·cm^-3,其熔点和分解峰温分别为197.18 ℃和278.37 ℃。单因素实验结果表明,随着反应时间和溶剂的增加,BOD的得率先上升后趋于稳定;随着反应温度的增加,BOD的得率先缓慢上升后快速下降;随着BODM与碳酸钾的摩尔比的增加,BOD的得率先上升后下降。此外,通过正交实验优化了工艺条件,结果显示45 ℃下,BODM在碳酸钾的甲醇溶液中水解反应8 h,其中BODM与碳酸钾的摩尔比为15∶1,得率为94%。研究为BOD的放大及规模化生产提供了理论基础与实验参考。     

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。     

1-甲基-4,5-二硝基咪唑的晶体结构和热分解

采用溶剂缓慢挥发法在室温下培养出1-甲基-4,5-二硝基咪唑(4,5-MDNI)的单晶,并用X射线四圆衍射仪测定了其单晶结构,晶胞参数为a=8.4123(A),b=12.646(A),c=6.5627(A),V=698.2(A)3,Z=4,D=1.637g/cm3,F(000)=352,属斜方晶系,空间群Pna2(1)...     

石墨烯复合材料的研究及其应用

综述了石墨烯复合材料的结构和分类,主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料,并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。     

氮杂类杯［6］芳烃与HMX分子间相互作用的理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上,对四种氮杂杯[6]芳烃主体单体(Ma～Md)及其与HMX形成的四种复合体进行了几何构型优化.用自然键轨道(NBO)分析揭示了主客体相互作用的本质.经基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPEC)校正,对四种复合体的相互作用能进行了计算并做了比较.研究发现分子间相互作用能最大的复合物是六氮杂杯[3]-对-三芳烃[3]-2-氨基-1,3,5-三嗪与HMX所形成的复合物,最大相互作用能为-13.98 kJ·mol-1; 而且带有取代基的复合物的相互作用能大于没有带取代基的复合物,带有氨基取代基的复合物的相互作用能大于带有硝基取代基的复合物.     

胶性参数下可食性果胶膜的制备及其性能研究

以百香果果皮为原料,百香果果汁为渗透液,开发具有百香果特征风味的果脯产品。以感官评价和营养品质为指标,通过单因素和正交试验,确定百香果果脯的最佳加工工艺,并对产品的微生物及理化指标进行测定。结果表明:最佳工艺为柠檬酸添加量0.75%,预煮时间70 min,糖煮时间20 min,渗糖时间17 h,60℃下烘烤4.75 h。所得成品色泽鲜红,酸甜可口,饱满度好,总花青素含量为(0.233±0.002)mg/100 g。最终产品经理化指标及微生物检测,均符合国标GB/T 10782-2006《蜜饯通则》的要求。