北理工團(tuán)隊(duì)在新型高能材料設(shè)計(jì)與合成研究方面取得重要研究成果
發(fā)布日期：2022-03-28 供稿：材料學(xué)院 孫琦
編輯：牟雪嬌 審核：金海波 閱讀次數(shù)：
近日,，北京理工大學(xué)龐思平教授課題組在新型高能材料設(shè)計(jì)與合成研究方面取得重要研究成果。該研究成果以《Full-nitro-nitroamino cooperative action: Climbing the energy peak of benzenes with enhanced chemical stability》為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Science Advances》（IF="14.136）,。論文第一作者為北京理工大學(xué)材料學(xué)院博士后孫琦,，通訊作者為北京理工大學(xué)材料學(xué)院李生華教授和龐思平教授。
多硝基苯系列是一類典型含能材料,，具有高的能量,，但穩(wěn)定性差。特別是六硝基苯（HNB）具有超高的能量（爆熱6993 kJ.kg-1），但在潮濕空氣中易爆炸分解,，無法實(shí)際應(yīng)用,。如何進(jìn)一步提升其能量并改善其穩(wěn)定性是含能材料領(lǐng)域一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。
為了解決這一挑戰(zhàn),，龐思平課題組創(chuàng)新性提出全硝基硝氨基協(xié)同策略,，設(shè)計(jì)并合成出全硝基硝氨基取代的1,3,5-三硝基-2,4,6-三硝氨基苯化合物（TNTNB，圖1）,，突破了CHON系含能材料能量難以提高的瓶頸,。其爆熱高達(dá)7179 kJ.kg-1，遠(yuǎn)高于HNB和CL-20為代表的第三代含能材料（HNB的爆熱為6993 kJ.kg-1,，CL-20的爆熱為6534 kJ.kg-1）,，是目前能量最高的有機(jī)炸藥（圖2）。與HNB相比,，TNTNB在水,、酸、堿等溶液中都能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定存在,，具有更高的穩(wěn)定性,。并且，發(fā)展乙?；罨?硝化方法,，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)超惰性含能化合物三氨基三硝基苯（TATB）的硝化，成功攻克這個(gè)已困擾含能材料化學(xué)領(lǐng)域多年的技術(shù)難題,。該研究成果為解決含能材料高能和安全之間的本質(zhì)矛盾,，設(shè)計(jì)發(fā)展新一代高能材料提供了新的思路和路徑。
圖1 三硝基三硝氨基苯TNTNB的單晶結(jié)構(gòu)圖
圖2 TNTNB與典型含能材料爆熱對(duì)比
該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(No:21875021, 22075024)與博士后基金(No: 2020M680391)的支持,。同時(shí)得到北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院張紹文教授和中國(guó)工程物理研究院材料化工研究所張祺研究員的技術(shù)支持,。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn3176
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