硝基富勒烯衍生物合成和富勒烯及其衍生物燃烧性能研究

摘要

本论文主要包括三部分：富勒烯的制备，硝基富勒烯吡咯烷衍生物的合成研究，富勒烯及其衍生物在硝胺改性双基推进剂(RDX-CMDB)中的应用研究。氧化氮
　　 电弧法制备富勒烯烟炱，萃取获得富勒烯。以制备得到的富勒烯、氨基酸及硝基苯甲醛作原料，合成并分离得到了3种硝基富勒烯吡咯烷衍尘物；利用UV-Vis、1H NMR、F孓IR、MS等测试手段对产物结构进行了表征。
　　 将硝基富勒烯引入固体推进剂中，运用火焰温度分布实验，研究推进剂燃烧表面温度和催化剂的相关性；通过燃速测试，得出推进剂的燃速随压强的变化关系等。实验结果表明：硝基富勒烯与邻苯二甲酸铅(φ=Pb)具有较好的协同催化作用，能够加剧双基体系凝聚相的分解过程，催化分解产物之间反应，使推进剂的表面温度有所增加，提高推进剂的燃速，降低压强指数，燃烧平台范围增宽且向高压力方向移动。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 C60的物理性质

1.2 C60的化学性质

1.2.1 卤化反应

1.2.2 氢化反应

1.2.3 氧化还原反应

1.2.4光敏化反应

1.2.5亲核加成反应

1.2.6 自由基加成反应

1.2.7环加成反应

1.2.8 多加成反应

1.2.9 聚合反应

1.2.10富勒烯开孔

1.2.11 生成新型富勒烯的反应

1.2.12其他

1.3 C60及其衍生物的应用

1.3.1 光学材料

1.3.2 超导体

1.3.3 磁性材料

1.3.4催化剂

1.3.5高分子材料

1.3.6 医用材料

1.3.7含能材料

1.4富勒烯化学未来的发展

1.5课题的研究目的和意义

1.6主要研究内容

2硝基富勒烯衍生物分子结构设计与合成路线优化

2.1硝基富勒烯衍生物分子结构的设计

2.2硝基富勒烯衍生物合成路线的优化

2.3本章小结

3 富勒烯的制备

3.1 引言

3.2实验部分

3.2.1 实验原材料及仪器

3.2.2实验装置结构

3.2.3 实验装置的工作原理

3.2.4 实验过程

3.3实验结果与讨论

3.3.1 样品表征

3.3.2 氦气压力对富勒烯产率的影响

3.3.3 电流对富勒烯产率的影响

3.3.4石墨棒旋进速度对富勒烯产率的影响

3.4本章小结

4硝基富勒烯衍生物的合成与结构表征

4.1 引言

4.2实验原料与仪器

4.3 N-甲基-2-(3-硝基苯基)[60]富勒烯衍生物的合成

4.3.1 实验部分

4.3.2 结构表征

4.3.3 本节小结

4.4 N-甲基-2-(2，4，6-三硝基苯基)[60]富勒烯吡咯烷衍生物的合成

4.4.1 实验部分

4.4.2 结果与讨论

4.4.3 本节小结

4.5 N-(2，4，6-三硝基苯基)-2-苯基[60]富勒烯吡咯烷衍生物的合成

4.5.1 实验部分

4.5.2结果与讨论

4.5.3 本节小结

4.6本章小结

5硝基富勒烯衍生物的热稳定性和降感实验研究

5.1硝基富勒烯衍生物的热稳定性研究

5.2硝基富勒烯衍生物降感实验研究

5.2.1 实验方法

5.2.2 结果与讨论

5.3本章小结

6 富勒烯及其衍生物在推进剂中燃烧性能研究

6.1 引言

6.2实验部分

6.2.1 实验原材料及仪器

6.2.2 实验内容

6.3实验结果与讨论

6.3.1 铅盐协同催化作用

6.3.2 铜盐对推进剂的燃烧性能影响

6.3.3三元复合催化燃烧性能比较

6.3.4 FS中C60的含量对推进剂燃烧性能影响

6.3.5燃烧场温度分布测试分析

6.3.6燃烧火焰结构观察结果分析

6.3.7含富勒烯推进剂燃烧机理的探讨

6.4本章小结

结 论

展 望

参考文献

致谢

附录

硕士研究生期间参与的科研项目及活动情况

硕士研究生期间发表的学术论文情况