賴 媛,潘傳鑫,周婷婷,段曉惠,伍 波
(1.西南科技大學環境友好能源材料國家重點實驗室,四川 綿陽 621010;2.西南科技大學材料科學與工程學院,四川 綿陽621010;3.西南科技大學生命科學與工程學院,四川 綿陽 621010)
兼具高能量和低感度屬性的含能化合物是新型含能材料領域孜孜不倦的追求[1-4]。傳統含能化合物能量水平的提升會伴隨其感度增加、安全性降低。為解決含能分子能量和安全性匹配問題,研究熱點逐步轉向具有共軛結構的富氮乃至全氮骨架含能化合物[5-8],這歸因于:(1)共軛富氮骨架具有芳香性,可以保證其含能衍生物的穩定性;(2)其結構中存在大量的N—N和C—N鍵,具有高的正生成焓和能量密度;(3)富氮骨架中含有大量的N、O原子,可以提供氫鍵作用位點,有利于分子結構中形成氫鍵等分子間、分子內相互作用,能有效改善含能分子的感度、提升熱穩定性。從安全性需求的角度出發,增加含能分子間的相互作用力,如氫鍵作用、π-π作用、范德華力以及靜電吸引力等,可以提升含能化合物的穩定性、降低感度,保證化合物的安全性。
基于富氮骨架如胍類、唑類、嗪類等的含能衍生物在近十年來發展迅速,在骨架上通過官能團化策略接入硝基、硝胺基、配位氧以及疊氮基等能量基團,可以構建出性能各異、具有應用潛力的含能化合物[5,9-17]。其中,離子型含能化合物因其在平衡能量和感度方面的獨特優勢受到格外重視,雖然離子型含能化合物結構中存在的大量氫鍵作用和強靜電吸引作用力有益于降低感度,但是它們存在易吸濕等問題。……