羟基苯甲酸类含能配合物的制备、表征及其对高氯酸铵的热分解催化作用

摘要

基于配体的构象和配位模式，构筑具有特定结构和功能的配位聚合物，对于配位化学工作者是一个具有挑战性的课题。羧酸类配体和三/四唑类配体形成的混配配合物由于具有含氧富氮且稳定性较好的特点，是目前研究较多的含能材料。多齿芳香羧酸中的氧原子与杂环中的氮原子均可提供配位点，具有多种配位模式，是制备含能材料的重要原料。
　　论文以4-4'二羧基二苯甲醚(H2oba)为主配体，三/四唑为辅助配体，在过渡金属(Co、Cu、Cd)的协同作用下，用水热法制备了18种含能配合物;利用元素分析、红外、X-射线单晶衍射和热重分析研究了它们的组成、结构及热稳定性等性质。研究结果表明，在配合物中H2oba有三齿、双（桥双齿）、双（螯合双齿）等三种配位模式;配合物的热稳定性较好，其中[Co(oba)(3,4'-Hbpt)]·H2O(1)、[Co12(oba)8(atz)4(H2O)12](5)、Cu7(μ3-OH)4(μ-OH2)2(oba)4(trz)2(8)和[Cd2(oba)(3，3'-Hbpt)2]·2H2O(13)在300℃之前稳定存在，另有四种配合物在200℃之前能稳定存在。
　　通过DSC技术研究了配合物对固体推进剂主要成分高氯酸铵(AP)的热分解行为的影响。通过对比不同二元混合体系与AP的分解峰温及放热量，并与配合物的结构及加入含氮量不同的辅助配体的关联，发现18种配合物与AP的二元混合体系在热分解过程中，均存在不同程度的分解峰温提前、分解速率加快及放热量增大现象，证明配合物有作为含能燃烧催化剂应用于推进剂配方的潜质。研究表明，配合物含氮量及含氧量的变化对混合体系的热分解有显著影响;通过将羧酸引入到Cu、Co、Cd/三唑、四唑体系调节氧平衡，来实现固体推进剂燃烧催化的思路是合理的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 含能燃烧催化剂

1．1．1 含能燃烧催化剂的背景

1．1．2 含能催化剂的作用

1．1．3 含能催化剂的要求

1．3 固体含能有氧燃烧催化剂的分类

1．3．1 含能配体

1．3．2 含氧芳香羧酸

1．4 高氯酸铵(AP)

1．4．1 AP的热分解特性及催化现状

1．4．2 含能配合物催化AP热分解

1．5 选题意义与研究思路

1．5．1 选题意义

1．5．2 研究思路

第二章 实验方法及原理

2．1 实验原理

2．2 试剂与仪器

2．2．1 主要试剂

2．2．2 主要仪器

2．3 配体的合成

2．3．1 3，5-二(3-吡啶基)-1-H-1，2，4-三唑(3，3’-Hbpt)的合成

2．3．2 3-(3-吡啶基)-5-(4=吡啶基)-1-H-1，2，4-三唑(3，4’-Hbpt)的合成

2．4 表征方法

2．4．1 元素分析

2．4．2 红外光谱(IP)

2．4．3 热重(TGA)

2．4．4 单晶结构分析

2．4．5 配合物中金属含量的测定

2．4．6 H2oba结构的优化

2．4．7 示差扫描量热(DSC)分析

第三章 过渡金属钴(Ⅱ)含能配合物的制备、表征及性质研究

3．1 过渡金属钴(Ⅱ)含能配合物的制备、结构及表征

3．1．1 过渡金属钴(Ⅱ)含能配合物的制备

3．1．2 配合物的单晶结构

3．1．3 配合物的红外图谱

3．1．4 配合物的元素分析

3．1．5 配合物的热重分析

3．2 配合物配合物对高氯酸铵热分解行为的影响

3．3 实验结果小结

3．4 讨论

3．5 小结

第四章 过渡金属铜(Ⅱ)含能配合物的合成、表征及性质研究

4．1 过渡金属铜(Ⅱ)含能配合物的合成、结构及表征

4．1．1 过渡金属铜(Ⅱ)含能配合物的合成

4．1．2 配合物的单晶结构

4．1．3 配合物的红外图谱

4．1．4 配合物的元素分析

4．1．5 配合物的热重分析

4．2 配合物对AP的热分解影响

4．3 实验结果小结

4．4 讨论

4．5 小结

第五章 过渡金属镉(Ⅱ)含能配合物的合成、表征及性质研究

5．1 过渡金属镉(Ⅱ)含能配合物的合成、结构及表征

5．1．1 过渡金属镉(Ⅱ)含能配合物的合成

5．1．2 配合物的单晶结构

5．1．3 配合物的元素分析

5．1．4 配合物的红外光谱

5．1．5 配合物的热重分析

5．2 配合物对AP热分解行为的影响

5．3 实验结果小结

5．4 讨论

5．3 小结

第六章 总结

参考文献

附录

致谢

个人简介

攻读硕士学位期间主要发表的论文