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。