二茂铁含能化合物的合成及燃烧催化性能研究

目录

目录

摘要.........................................................................................................................................I ABSTRACT.........................................................................................................................III 第一章绪论.. (1)

1.1引言 (1)

1.2含能燃烧催化剂的研究进展 (1)

1.3二茂铁类燃烧催化剂的研究进展 (6)

1.4二茂铁类燃烧催化剂抗迁移性的研究进展 (10)

1.5选题背景及研究思路 (14)

1.5.1选题背景 (14)

1.5.2研究思路 (14)

参考文献 (14)

第二章二茂铁含能化合物的合成、热稳定性及燃烧催化性能研究 (22)

2.1实验试剂及仪器 (22)

2.1.1实验试剂 (22)

2.1.2实验仪器 (23)

2.2合成路线图 (24)

2.3实验部分 (24)

2.3.1二乙酰二茂铁的制备 (24)

2.3.2二茂铁二甲酸的制备 (25)

2.3.3二茂铁二甲酰氯的制备 (25)

2.3.4二茂铁含能化合物的制备 (25)

2.4产物结构表征 (26)

2.5合成讨论 (30)

2.6化合物A1晶体结构分析 (30)

2.6.1化合物A1结构及晶体结构图 (30)

2.6.2化合物A1晶体结构测试 (30)

2.6.3化合物A1晶体结构描述 (34)

2.7化合物B2晶体结构分析 (34)

V

西北大学硕士毕业论文

2.7.1化合物B2结构及晶体结构图 (34)

2.7.2化合物B2晶体结构测试 (35)

2.7.3化合物B2晶体结构描述 (39)

2.8二茂铁含能化合物的紫外-可见光谱分析 (40)

2.8.1A类二茂铁含能化合物的紫外-可见光谱分析 (40)

2.8.2B类二茂铁含能化合物的紫外-可见光谱分析 (41)

2.9二茂铁含能化合物的热稳定性研究 (42)

2.9.1A类二茂铁含能化合物的热稳定性研究 (42)

2.9.2B类二茂铁含能化合物的热稳定性研究 (43)

2.10二茂铁含能化合物的燃烧催化性能研究 (45)

2.10.1A类二茂铁含能化合物对AP的影响 (46)

2.10.2B类二茂铁含能化合物对AP的影响 (47)

2.11本章小结 (49)

参考文献 (50)

第三章二茂铁含能低聚物的合成、热稳定性、燃烧催化性能及抗迁移性研究 (52)

3.1实验试剂及仪器 (52)

3.1.1实验试剂 (52)

3.1.2实验仪器 (52)

3.2实验部分 (53)

3.3合成讨论 (53)

3.4二茂铁含能低聚物的红外光谱分析 (54)

3.5二茂铁含能低聚物的紫外-可见光谱分析 (55)

3.6二茂铁含能化合物的热稳定性研究 (55)

3.7二茂铁含能化合物的燃烧催化性能研究 (57)

3.8二茂铁含能低聚物的抗迁移性研究 (59)

3.8.1样品的制备 (59)

3.8.2铁标准曲线的测试与绘制 (59)

3.8.3样品中铁含量的测定 (60)

3.8.4二茂铁含能低聚物的抗迁移性研究 (60)

3.9本章小结 (61)

VI

目录

参考文献 (61)

结论 (64)

附录 (65)

攻读硕士学位期间取得的科研成果 (82)

致谢 (83)

VII

西北大学硕士毕业论文

VIII

第一章绪论

1第一章绪论

1.1引言

由于燃烧时能够释放大量热能和气体，固体推进剂在军事和航天领域有着举足轻重的地位[1-4]。燃烧过程中，在给定的操作压力，低压力指数和低特征信号的情况下，优异的固体推进剂应该在特定边界之间具有非常稳定的燃烧速率[5]。然而鉴于固体推进剂多样化的配比，以及燃烧时复杂的过程，使其有着不同的燃烧催化效果[6-9]。因此，燃烧催化剂的种类和结构对其催化效果起着决定性作用。近年来，国内外研究团队在改进燃烧催化剂的配比方面做了大量研究，并得到了燃烧催化效果较好的燃烧催化剂[10-14]。为了满足新时代技术发展的需要，研究人员仍然致力于开发综合性能更佳的新型燃烧催化剂。

1.2含能燃烧催化剂的研究进展

在燃烧性能多样化的燃烧催化剂中，含能燃烧催化剂尤为独特，成为国内外研究者们感兴趣的热点[15-21]。含能化合物(结构中氮含量高于20%的化合物)由于其高氮低碳氢含量、张力大、高生成热、易实现氧平衡和对环境友好等性质，使其有望在固体推进剂中获得广泛应用[22-25]。唑类、嗪类、多硝基化合物等新型高氮含能衍生物的研究进展，为含能化合物在新型燃烧催化剂方面提供了新的研究方向，以配位聚合物和金属盐两种新型含能材料为主[26-31]。

2002年，Singh [32]等将5-硝基-2,4-二氢-3H-1,2,4-三唑-3-酮(NTO)以及Cu(NTO)2和铁盐Fe(NTO)3对复合推进剂(HTPB-PA)的分解情况进行测试，结果发现Cu(NTO)2的催化效果最佳(图1-1)

。

图1-1金属盐化合物结构图

Fig.1-1The structure of the metal salt compounds

2004年，Chen [33]等合成了2HDNPPb/2HDNPCu 和4HDNPPb/2HDNPCu 两种含能复合催化剂使，DSC 手段测试可知，其对RDX-CMBD (常用固体推进剂组分)的