4%2C5-二四唑基咪唑含能配合物的合成、结构及理化性质研究

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1、分类号：O61学校代码：10697密级：公开学号：201520672硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION4,5-二四唑基咪唑含能配合物的合成、结构及理化性质研究学科名称：材料化学作者：杨国利指导老师：杨奇教授西北大学学位评定委员会二○一八年Synthesis,StructuresandPhysicochemicalPropertiesforEnergeticCompoundsBasedon4,5-bis(1H-tetrazole)-1H-imidazoleAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillment

2、oftherequirementsforthedegreeofMasterinMaterialsChemistryByGuoliYangSupervisor:QiYangProfesserJune2018摘要摘要本论文从配位化学角度出发，以合成高能钝感的含能材料为研究重点，基于能量配体4,5-二四唑基咪唑（4,5-bis(1H-tetrazole)-1H-imidazole，简写为H3BTI），通过溶剂挥发法和水热/溶剂热法合成得到了8例含能配合物：Co4(HBTI)4(H2O)8(1)、Mn(H2BTI)2(H2O)2(2){[Ag(H3BTI)(H2O)]·(NO3)(H2O)}

3、n(3)、[Pb(HBTI)]n(4)、Zn(H2BTI)2(H2O)2(5)、Zn4(HBTI)4(H2O)8(6)、[Cu(HBTI)(H2O)2]n(7)、[Cu(H2BTI)(NO3)]n(8)，并研究了它们的结构和理化性能，主要研究内容如下：（1）通过X-射线单晶衍射和X-射线粉末衍射技术对8例含能配合物的结构进行了检测和分析。结果表明，在酸性和高温条件下配体4,5-二四唑基咪唑的共平面构型易发生一定程度的旋转，以桥连和螯合等配位模式与金属离子自组装配位，表现出较强的配位能力，氢键进一步加强了配合物结构的稳定性。（2）运用TG-DSC技术对配合物1-8的热分解行为进行了研究

4、，结果显示配合o物1-8表现出良好的热稳定性，热分解温度范围为274-368C，均高于烈性炸药ooo（RDX，210C），配合物4和8为一步失重，分解温度为339C和274C。基于Kissinger法和Ozawa-Doyle法对配合物进行了非等温动力学研究，计算得到了配合物1-8的表观活化能E（相对应的值分别为137.58、168.705、99.83、248.51、-1166.64、61.395、77.99和173.93kJ∙mol）。（3）使用氧弹量热计测得了配合物的恒容燃烧热，计算出配合物的标准摩尔生成焓，进而估算出配合物的爆炸热、爆速和爆压，配合物6和8的爆轰性能较为优越。感度

5、测定表明配合物对撞击和摩擦刺激均表现不敏感。此外，DSC分析表明，所有配合物能不同程度加速RDX的热分解，配合物1、4、7、8对AP的催化效果较明显，配合物4、5、6、8对RDX的催化效果较明显。关键词：含能配合物，燃烧催化剂，四唑，爆轰性能IABSTRACTABSTRACTThispaperfocusesonthesynthesisofenergeticmaterialswithhighenergyandinsensitivenessfromtheperspectiveofcoordinationchemistry.Basedontheenergyligand4,5-bis(1H-

6、tetrazole)-1H-imidazole(abbreviationforH3BTI),eightenergeticcompounds:[Co4(HBTI)4(H2O)8]n(1),[Mn(H2BTI)2(H2O)2]n(2),{[Ag(H3BTI)(H2O)]·(NO3)(H2O)}n(3),[Pb(HBTI)]n(4),[Zn(H2BTI)2(H2O)2]n(5),[Zn4(HBTI)4(H2O)8]n(6),[Cu(HBTI)(H2O)2]n(7)and[Cu(H2BTI)(NO3)]n(8)weresynthesizedbythesolventevaporationand

7、hydro/solvethermalmethods.Inaddition,thestructuresandphysicochemicalpropertiesofallthecompoundswerestudiedanddiscussed.Themainresearchcontentsareasfollows:(1)Thestructuresofenergeticcompounds1-8weredetectedandanalyzedbyX-raysingle