硝基富勒烯衍生物的合成及应用研究.pdf

《硝基富勒烯衍生物的合成及应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、万方数据硝基富勒烯衍生物的合成及应用研究CIassifiedIndex：0621U。D．C：540OhinaAcademyofEngineeringPhysiCSStudyontheSynthesiSandTheirAppIicationsofNitro—fuIerene^■-■UerIvatlVeSGrade：2006Candidate：PengRufangAcademicDegreeAppliedfor：DoctorSpeciality：RecycleofNuclearFuelandMaterialsSupervisor：Academician

2、FuYibeiProf．ChuShijinApr．10，2009万方数据硝基富勒烯衍生物的合成及应用研究独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学雠文作者獬：鹤蠓签字日期：勿吵年乒月多汐日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解并接受中国工程物理研究院研究生部有关

3、保存、使用学位论文的规定，允许论文被查阅、借阅和送交国家有关部门或机构，同时授权中国工程物理研究院研究生部可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：彭噘签字日期：印步年年月夕。日新躲傅签字日期：仂1年々月)o日万方数据硝基富勒烯衍生物的合成及应用研究摘要本论文主要包括三部分：富勒烯原材料制备研究，新型硝基富勒烯吡咯烷衍生物的理论设计与合成研究，富勒烯及其衍生物在高能炸药和硝胺改性双基推进剂(RDX．CMDB)中的应用研究。以石墨为原料，采用自制电弧炉制备富勒烯烟炱，研究并

4、获得了电弧法制备富勒烯的最佳工艺条件：氦气压力O．05MPa，直流电流强度100A，进棒速度6rad／min，此时富勒烯产率达9．0％；探讨并获得了采用柱色谱法分离C60的适宜工艺条件：以质量比2：l：l的活性炭、三氧化二铝和硅胶混合物为固定相，甲苯为流动相分离，C。。提取率达60％，并探讨了其制备机理。以TNT、硝基苯甲醛、C60、氨基酸以及硝基卤苯等为主要原料，根据Prato反应原理设计、采用间接法合成并分离得到了三类九种新型稳定的硝基富勒烯衍生物，对其中六种的详细工艺条件进行了研究，获得了产物合成的最佳工艺条件，①产物1：C60，2．硝基苯甲

5、醛和Ⅳ-甲基甘氨酸的物质的量比为1：3：6、温度为55℃、反应时间为12h、溶剂甲苯体积为40ml，产率53．5％；②产物2：C60，3．硝基苯甲醛和Ⅳ．甲基甘氨酸的物质的量比为1：1：2、温度为100℃、反应时间为16h、产率94．8％；③产物3：C60，2，4．二硝基苯甲醛和Ⅳ-甲基甘氨酸的物质的量比为1：2：6、温度为95℃、反应时间为40h，产率65．8％；④产物5：c60，2．硝基苯甲醛和甘氨酸的物质的量比为l：4：6、温度为80℃、反应时间为48h、溶剂甲苯体积为70ml，产率81．2％；⑤产物6：C60，3．硝基苯甲醛和甘氨酸的物质的

6、量比为1：4：6、温度为100℃、溶剂甲苯体积为80ml、反应时间为24h，产率82．1％；⑥产物7：c60，4．硝基苯甲醛和甘氨酸的物质的量比为1：2：4、温度为90℃、溶剂甲苯体积为80ml、反应时间为48h，产率79．6％；同时，针对微波固相法和油浴加热固相法合成产物8时的立体选择性不同，提出了可能的反应机理，并从理论上进行了解释。利用UV-Vis、IR、1HNMR、13CNMR以及MS等结构表征手段对产物的结构进行了确认，证明所合成的九种产物结构与所设计分子相符，为目标化合物。利用差热分析仪和DSC．TG综合热分析仪对C60及其硝基衍生物的

7、热稳定性进行了万方数据硝基富勒烯衍生物的合成及应用研究研究，结果表明，环境气氛对C60热稳定性影响很大，C60在空气中423．5。C开始分解，放热峰值温度为668．5℃，在氦气中很稳定，仅表现为升华，C60的晶型对其热稳定性也有一定的影响；合成得到的九种硝基富勒烯衍生物都具有较好的热稳定性，分解峰值温度均高于350℃；产物4的5秒爆发点测试结果为253℃。富勒烯[60]硝基衍生物种类、硝基数目、硝基位置对其热稳定性均有影响，同类衍生物，硝基数目越多，热稳定性越差；硝基数量相同时，苯环上硝基不同位置热稳定性顺序为：对位>邻位>间位。首次实验探讨了四种

8、硝基富勒烯衍生物作为HMX的钝感剂的可行性，结果表明，富勒烯的结晶方式对HMX的钝感作用有很大影响，通过CS2／石油醚快速