[發明專利]一種五唑鉛復合鹽及其制備方法

有效

• 申請號: 202110600547.5
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113278160B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 陸明;許元剛;袁媛;王鵬程;林秋漢
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C06B23/00;C06B43/00;C06D5/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明公開了一種五唑鉛復合鹽及其制備方法，其分子式為Pb₁₂H₈₂N₁₀₄O₅₃，具有三維配位聚合物結構。其步驟為：制備五唑鉛溶液；合成復合鹽反應；溶劑揮發合成Pb₁₂(N₅)₂₀(NO₃)₄(H₂O)₄₁晶體。本發明的五唑鉛復合鹽是五唑鉛的一種穩定存在形式，具有制備方法簡單、穩定性佳、零氧平衡等優點，可以作為固體推進劑燃燒催化劑使用。

技術領域

本發明涉及一種五唑復合鹽Pb₁₂(N₅)₂₀(NO₃)₄(H₂O)₄₁及其制備方法，屬于固體推進劑燃燒催化技術領域。

背景技術

現代戰爭對各類導彈和火箭的飛行速度提出了更高的要求，因此，作為導彈和火箭發動機的動力能源，推進劑的性能直接影響相關武器的作戰和生存能力。目前，使用燃速調節劑改善推進劑的燃燒性能已被廣泛研究。在保證發動機穩定工作的前提下，希望通過添加燃燒催化劑來實現推進劑燃速的寬范圍調節和低壓強指數特征。固體推進劑中常用的燃燒催化劑主要有銅、鉛、鐵、鈦、錫、鉻等的氧化物或其有機鹽，但這些催化劑大部分不含能，雖然它們的用量不多，但對推進劑燃燒性能的影響很大。所以，開發含能燃燒催化劑始終是研究人員致力解決的一個技術難題。

近期研究表明，以四唑、四嗪等為代表的多氮含能配合物作為新型含能燃燒催化劑在推進劑中具有應用前景，是固體推進劑燃燒催化劑發展的重要方向。西南科技大學曾發明鉛配位化合物Pb(BTO)(H₂O)作為一種燃燒催化劑，并申請了發明專利(CN105949138A)。

五唑負離子是一種穩定性優異的全氮物種，為平面結構，具有芳香性和一定的穩定性，燃燒產物全部為氮氣，對環境無污染，同時可以降低武器的特征信號。自2017年南京理工大學首次分離出常溫常壓下穩定的五唑負離子鹽固體(Science,2017,355:374-376；Nature,2017,549:78-81)，五唑的金屬衍生物被大量合成。其中包括[Na(N₅)(H₂O)]·2H₂O、[Mn(H₂O)₄(N₅)₂]·4H₂O、[Fe(H₂O)₄(N₅)₂]·4H₂O、[Co(H₂O)₄(N₅)₂]·4H₂O、[Zn(H₂O)₄(N₅)₂]·4H₂O、[Mg(H₂O)₆(N₅)₂]·4H₂O、[Na₈(N₅)₈(H₂O)₃]_n、MPF-1、[Ag(N₅)]_n、[Ag(NH₃)₂]⁺[Ag₃(N₅)₄]^-、[LiNa(N₅)₂(H₂O)₄]·H₂O和[K(N₅)]_n等(Chemical Society Reviews,2018,47:7522-7538；Dalton Transactions,2017,46:14088-14093；Dalton Transactions,2017,46:11046-11052；Angewandte Chemie International Edition,2018,57:2592-2595；NatureCommunications,2018,9:1269；Science China Materials,2019,62:283-288)。五唑負離子優異的配位能力和五個潛在配位點，使其具有豐富的配位模式。將具有燃燒催化作用的鉛離子與五唑負離子配位，再通過添加硝酸根離子改善氧平衡，進一步提高能量，形成Pb₁₂(N₅)₂₀(NO₃)₄(H₂O)₄₁配位化合物，同時具有催化和高能的特征，為固體推進劑提供了一種優異的新型含能燃燒催化劑，在固體推進劑燃燒催化領域具有良好的應用前景。