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多硝基尿酸衍生物含能性质的理论研究
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京理工大学化学学院,原子分子簇科学教育部重点实验室,北京市光电转换材料重点实验室,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:21473010,20933001)资助.
中文摘要:

为了寻找兼具优异爆轰性能和良好热力学及动力学稳定性的高能材料,本文设计了15个硝基尿酸化合物,运用密度泛函理论,对其性质进行了研究.通过半经验的K—J方程和比冲量预测了其爆炸性能,结果表明,所设计分子的爆热、分子密度、爆炸速率和爆炸压强同硝基取代基数目之间存在较强的线性关系.三硝基尿酸和四硝基尿酸衍生物的爆炸速率超过了8.0km/s,爆炸压强超过了30GPa,并且大多数衍生物的比冲量要高于目前经常使用的炸药黑索金.通过计算N—NO2键的解离能、特征落高、分子的自由空间预判了衍生物的稳定性和撞击感度,结果显示,绝大多数分子有大于80kJ/mol的键解离能.本文的理论结果可以为实验上设计合成新的高能材料提供一些有用的信息.

英文摘要:

To search for potential energetic materials with large energy density and acceptable thermodynamics and kinetics stability, fifteen nitro uric acid derivatives were investigated by density functional theory. The detonation properties of all the molecules were evaluated according to Kamlet-Jacobs equations and specific impulses. Calculated results show that there are good linear relationships between detonation heat, densities, detonation velocities, detonation pressures and the numbers of nitro groups, respectively. It is found that tri-nitro and tetra-nitro uric acid derivatives show detonation velocity of about 8.0 km/s, and a detonation pressure of 30 GPa, and most of the investi- gated molecules have higher specific impulse than hexahydro-1,3,5-trinitro-s-triazine(RDX). By analyzing bond dis- sociation energies(BDEs) of N--NO2 bonds, impact sensitivity, and the free space per molecule in the unit cell, most of the investigated molecules exhibit satisfactory stability( BDEs 〉 80 kJ/mol). The results of this study may provide basic information for the further study of this kind of compounds and the molecular design of novel energetic materials.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676