[發(fā)明專利]BTATz金屬含能配合物及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110149420.2
• 申請(qǐng)日: 2011-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102267982A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任瑩輝;趙鳳起;儀建華;王伯周;張超;安亭;徐司雨;高紅旭;郝海霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北大學(xué);西安近代化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C07D403/14
• 分類號(hào): C07D403/14;B01J31/22;C06D5/00
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3,6-雙(1-氫-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪（BTATz）金屬含能配合物及其制備方法，該含能配合物可用作固體火箭推進(jìn)劑的燃燒催化劑。

背景技術(shù)

固體推進(jìn)劑的燃燒性能直接影響著火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的彈道性能、飛行速度和工作穩(wěn)定性等。使用燃燒催化劑己成為目前調(diào)節(jié)推進(jìn)劑燃燒性能的最有效的方法之一。人們經(jīng)過長期的努力，已開發(fā)出多種類型的燃燒催化劑，例如：金屬氧化物催化劑、無機(jī)鹽催化劑、二茂鐵類催化劑、有機(jī)鹽催化劑、有機(jī)配合物催化劑、含能催化劑和納米催化劑等，既有單元催化劑，也有多元復(fù)合催化劑。然而，隨著導(dǎo)彈技術(shù)的不斷發(fā)展，目前使用的燃燒催化劑已不能很好地滿足新型固體推進(jìn)劑的發(fā)展要求，人們正在致力于開發(fā)新一代高性能燃燒催化劑。

雙基系推進(jìn)劑是火箭和導(dǎo)彈常用的一類高能燃料。但是雙基系推進(jìn)劑的缺點(diǎn)是燃速較低、壓強(qiáng)指數(shù)較高，需要加入燃燒催化劑來調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種BTATz金屬含能配合物，該含能配合物可用作雙基系推進(jìn)劑的燃燒催化劑。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供BTATz金屬含能配合物的制備方法。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過程如下：

式（Ⅰ）所示的3,6-雙(1-氫-1,2,3,4-四唑-5-氨基)-1,2,4,5-四嗪（BTATz）含能金屬配合物，?

[(C₄H₄N₁₄)₂ML₂]·mH₂O???????????????（Ⅰ）

其中，M為Pb²⁺或Cu²⁺，M優(yōu)選為Pb²⁺，C₄H₄N₁₄為配體BTATz，L為醋酸根或硝酸根，mH₂O為配合物中的配位水和/或結(jié)晶水，m為0～2的整數(shù)或小數(shù)。在一定溫度下，[(C₄H₄N₁₄)₂ML₂]·mH₂O?可失去全部或部分配位水和/或結(jié)晶水。

上述BTATz金屬含能配合物的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鉛或銅的醋酸鹽或硝酸鹽溶解于水；

（2）將BTATz溶解于DMF或DMSO，在60?℃?~90?℃攪拌下與金屬鹽溶液混合均勻；

（3）在50?℃~?80?℃恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1?h?~?2?h，冷卻、靜置；

（4）將沉淀洗滌、過濾、干燥即可制得BTATz金屬含能配合物。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果：BTATz分子中存在有多個(gè)可配位氮原子，可與金屬形成配合物，本發(fā)明的配合物作為燃燒催化劑有如下特點(diǎn)：（1）BTATz分子中含有四嗪和四唑芳環(huán)結(jié)構(gòu)，四嗪環(huán)具有類苯的π鍵結(jié)構(gòu)，四唑環(huán)上帶H的N提供二個(gè)P電子組成大π體系。這種結(jié)構(gòu)使得BTATz及其金屬配合物具有熱穩(wěn)定、對(duì)靜電、摩擦和撞擊鈍感的性質(zhì)；（2）BTATz是一種新型富氮化合物，具有很高的正生成焓，且分子結(jié)構(gòu)中的高氮低碳?xì)浜渴蛊渚哂休^高的密度。BTATz金屬含能配合物本身的能量，可解決由于使用惰性催化劑帶來的推進(jìn)劑配方能量降低的問題；（3）BTATz的鉛、銅配合物能改善改性雙基推進(jìn)劑的燃燒性能。本發(fā)明BTATz金屬含能配合物作為燃燒催化劑對(duì)雙基系固體推進(jìn)劑的燃燒具有優(yōu)良的催化效果，能顯著提高推進(jìn)劑的燃速，降低壓強(qiáng)指數(shù)。

附圖說明

圖1為BTATz鉛(Ⅱ)含能配合物的紅外光譜圖；

圖2為BTATz鉛(Ⅱ)含能配合物的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為BTATz銅(Ⅱ)含能配合物的紅外光譜圖；

圖4為BTATz銅(Ⅱ)含能配合物的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為雙基推進(jìn)劑的燃速曲線；

圖6為改性雙基推進(jìn)劑的燃速曲線。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的BTATz鉛(Ⅱ)、銅(Ⅱ)含能配合物燃燒催化劑的具體制備方法和BTATz鉛(Ⅱ)的催化作用性能由以下實(shí)施例詳細(xì)給出。

實(shí)施例1

（1）稱取2.5?g?BTATz，在70?℃下將其溶解在200?ml?二甲基亞砜中；稱取1.9?g?Pb(CH₃COO)₂·3H₂O用去離子水溶解配置成溶液，加入到BTATz溶液中，攪拌混合均勻；