十二氫十二硼酸雙(二烷基-5-氨基四唑)鹽的晶體結構及性能分析

孟令超, 繩利麗, 單自興,2, 楊榮杰, 周智明

(1. 北京理工大學材料學院, 北京 100081;2. 武漢大學化學學院, 武漢 430072;3. 北京理工大學化學與化工學院, 北京 100081)

富氮雜環化合物是高能量密度材料的重要組成部分, 咪唑、三唑、四唑和呋喃等富氮雜環化合物的研究已有大量報道[4～10]. 四唑類含能化合物具有能量密度高、生成熱高及安全性好等優點, 分解產生的氣體以氮氣為主, 可降低固體推進劑特征信號, 分解產物中不含氯元素, 與常見含能材料(如高氯酸銨等)相比更為綠色環保, 在含能材料領域受到了廣泛關注[9,10]. 以5-氨基四唑為配體的含能配合物作為常見的含能材料, 氮含量及正生成焓較高, 其1位上的H在一定條件下被烷基取代后, 能夠提高其穩定性, 從而提升5-氨基四唑的安全性能[11～15].

將高能四唑陽離子與高能硼氫陰離子結合, 可以得到一類新的生成熱高且熱穩定性好的高能材料[15～19]. 2016年, Hansen等[1]合成了能量較高的富氮十二氫十二硼酸鹽. 目前已報道的含5-氨基四唑鹽及十二氫十二硼酸鹽只有雙四唑取代硼氫鹽和二十面體閉籠型十二氫十二硼酸5-氨基四唑鹽, 前者易吸濕, 制備與純化復雜, 實際應用前景較差[10].

前文[2]報道了11種新型高氮多硼含能材料十二氫十二硼酸雙(二烷基-5-氨基四唑)鹽的制備方法、波譜分析和熱性能. 本文在此基礎上, 培養了這11種化合物的單晶, 利用X射線單晶衍射對其進行了結構表征; 并利用Gaussian和EXPLO5軟件對生成熱與爆熱等進行了計算, 研究了……