N-甲基-2-(4-羟基苯基)[60]富勒烯吡咯烷衍生物的合成研究

利用肌氨酸和对羟基苯甲醛所形成的亚胺叶立德与C60发生 1,3-偶极环加成反应,合成了一种新型含羟基C60吡咯烷衍生物:N-甲基-2-(4-羟基苯基)[60]富勒烯吡咯烷.通过UV-vis、1H-NMR、MS、FT-IR确定了产物的结构.探讨了反应条件对产物产率的影响,得到了最佳工艺条件:反应物摩尔比为1:2:6,温度为90℃,反应时间为5h,此时产物的产率可达到87%(以消耗的C60计).     

丙烯酸-2,4,6-三硝基苯乙酯的合成及热分解

以TNT、甲醛为原料,在弱碱性条件下反应合成得到2,4,6-三硝基苯乙醇(PicCH2CH2OH);PicCH2CH2OH在浓硫酸催化下和丙烯酸在甲苯中回流反应24h,合成得到丙烯酸-2,4,6-三硝基苯乙酯,产率为62%。采用紫外可见光谱(UV-Vis)、核磁共振氢谱(1HNMR)、红外光谱(FTIR)、质谱(MS)以及元素分析等对产物结构进行了表征。利用热重分析(TG)对产物热稳定性进行了研究,采用Kissinger方法和Ozawa方法计算其热分解活化能Ea分别为99.78,102.96kJ·mol-1。     

机械活化辅助固相法合成LiFePO4-C材料及性能

为研究机械活化处理对原料形貌和终产物电化学性能的影响,通过机械化学活化辅助固相法,以碳酸锂(Li2CO3)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)和草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)为原料,蔗糖为碳源,合成LiFePO4-C复合材料.利用X射线衍射、扫描电镜、LAND电池测试系统等对合成材料进行表征和电化学性能检测.结果表明,通过机械活化,原料达到微米级的均匀混合和充分接触,提高了反应活性,利于传质过程和高温固相反应,获得颗粒细小均匀、结晶良好的LiFePO4-C材料,放电比容量为146.93 mA·h/g(充放电倍率为0.2 C),40次循环后放电比容量为143.40 mA·h/g,容量保持率为97％.     

新型硝基富勒烯衍生物的合成研究

利用N-甲基甘氨酸、邻-硝基苯甲醛和C60反应,合成并分离出了含有硝基的新型富勒烯吡咯烷衍生物,通过正交试验对其工艺条件进行了研究,探讨了反应物剂量比、温度、时间和溶剂体积对产物产率的影响,得到了合成产物的最佳工艺条件:反应物剂量比为1∶3∶6、温度为55℃、反应时间为12 H、溶剂甲苯体积为40 ML,此时产物产率可达到53.5%(以消耗的C60计)。     

富勒烯乙二胺硝酸盐的制备与表征

采用富勒烯、乙二胺和稀硝酸的反应合成了一种新的含能燃速催化剂——富勒烯乙二胺硝酸盐,并用紫外-可见光谱(UVVis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析和X射线光电子能谱(XPS)进行了表征。用差热分析(DTA)和热重分析(TG)研究了其热分解特性,用热重红外联用(TG-IR)技术追踪其热分解过程。结果表明,富勒烯乙二胺硝酸盐的分子式为(H16C60(H2NCH2CH2NH2·HNO)16),其热分解过程可分为两个阶段:第一阶段是100~250℃温度范围内失重40.8%,硝酸根剧烈分解和部分支链分解,释放出H2O、CO2、CO、N2O和NO2;第二阶段是250~580℃温度范围内失重59.2%,碳笼上残留支链的分解和碳笼分解,释放出CO2,显示富勒烯乙二胺硝酸盐热稳定性良好。     

微小药量燃烧热测定装置及几种典型含能材料燃烧热的测量

为建立适用于含能材料的精密燃烧热测量系统和方法,基于示差热流量热原理,使用由960对热电偶组成的三维热电堆作为核心测量元件,使用苯甲酸标准物质对装置进行标定,研制出一种基于三维热电传感技术的微小药量含能材料燃烧热测定方法和装置,并利用该燃烧热测定装置对环四亚甲基四硝胺、六硝基六氮杂异伍兹烷、环三亚甲基三硝胺、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱、二氨基二硝基乙烯和硝基胍6种典型含能材料的燃烧热进行了测定。实验结果表明,仪器量热系数为（64.804±0.071） μV·mW^-1,标定的相对不确定度为0.109%;6种含能材料在298.15 K时的固相标准摩尔燃烧热（Δ_cU）依次为-（2749.1±4.5）,-（3593.6±6.0）, -（2115.2±3.4）,-（3040.8±4.8）,-（1211.4±2.3） kJ·mol^-1和-（898.4±2.0） kJ·mol^-1,测定结果与文献报道值能够较好吻合,表明所研制的微小药量燃烧测定装置能够广泛应用于含C、H、O、N物质,尤其是珍稀样品及易爆炸物质燃烧热的测定。     

聚乙烯醇缩间硝基苯甲醛的合成与热稳定性

以聚乙烯醇和间硝基苯甲醛为原料,对甲苯磺酸为催化剂,合成了聚乙烯醇缩间硝基苯甲醛(PVMNB),探讨了反应物物料比、反应温度、反应时间对PVMNB缩醛度的影响,获得适宜的工艺条件为:PVA(-OH)和间硝基苯甲醛的物质的量比为2:1,反应温度100℃,反应时间9 h,此时PVMNB为86%.通过衰减全反射-傅里叶红外光...     

5,5′-联四唑-1,1′-二氧-2-甲基咪唑含能离子盐的制备、表征及其热行为

以5,5′-联四唑-1,1′-二羟基二水化合物(H2BTO·2H2O)和2-甲基咪唑为原料合成了一种新的5,5′-联四唑-1,1′-二氧-2-甲基咪唑含能离子盐(M2BTO)。采用X-射线单晶衍射、FT-IR、1 H NMR、13 C NMR和元素分析进行了结构表征;利用差示扫描量热分析(DSC)和热重-微分热重分析(TG-DTG)研究了该含能离子盐的热分解过程及其非等温分解反应动力学;利用Kamlet-Jacobs经验公式对其爆速、爆压参数进行了理论计算;采用WL-1型撞击感度测试仪测定了M2BTO的特性落高H50;采用Kissinger法和Ozawa法计算了其反应活化能。结果表明,M2BTO晶体属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为:a=0.538 60(5)nm,b=0.726 76(6)nm,c=1.111 49(11)nm,V=401.00(6)×10-3nm3,ρ=1.534g/cm3,Z=1;M2BTO分解峰值温度为542.1K,TG曲线上只存在一个失重阶段,该阶段位于503.5~568.2K,失重为78.2%,表明其有较好的热稳定性;表观活化能为134.7kJ/mol(Kissinger法)和136.7kJ/mol(Ozawa法),二者一致性较好,指前因子1n(A/s-1)=29.33;其爆速、爆压的理论计算值分别为7 104m/s、20.23GPa,特性落高(H50)大于61.0cm。     

富勒烯乙二胺二硝酰胺盐的制备、表征及热分解特性

以富勒烯乙二胺硝酸盐和二硝酰胺铵(ADN)为原料,通过离子交换反应制备了富勒烯乙二胺二硝酰胺盐,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析和X射线光电子能谱(XPS)等对其结构进行了表征。结果表明,富勒烯乙二胺二硝酰胺盐的分子式为H12C60(HNCH2C H2NH2·HN(NO2)2)12。用差热分析(DTA)、差示扫描量热法(DSC)和热重-微分热重分析(TG-DTG)研究其热分解特性。DSC曲线表明富勒烯乙二胺二硝酰胺盐于150℃开始分解,热分解峰温为203℃,分解焓为1037.7 J·g-1。TG曲线表明,100~800℃范围内,总失重率49.68%,主要是N(NO2)-2分解和部分支链分解。     

超细碳酸钙热分解动力学研究

采用一种新型固相反应方法——超音速气流低热固相法成功制备了超细碳酸钙。应用XRD和SEM对其进行了表征和粒径分析,结果显示制备的碳酸钙颗粒平均尺寸为0.5μm。利用差热分析技术(DTA)测试了该方法制备的超细碳酸钙的热分解动力学参数,得到了碳酸钙的表观热分解活化能为79.1845 kJ/mol,指前因子A为9.181 2×104s-1。