含能快遞

德國慕尼黑大學通過三步合成法制備了2，2′-偶氮雙（5-疊氮四唑）（C2N16）

慕尼黑大學通過5-疊氮四唑的胺化直接合成得到2-氨基-5-疊氮四唑，然后使用tBuOCl 氧化偶合得到2，2'-偶氮雙（5-疊氮四唑）（C2N16）。它是一種高能量的富氮二元碳氮化合物，感度遠低于設備的測量極限。C2N16及其前體2-氨基-5-疊氮四唑的氮含量、晶體密度和計算生成焓都非常高，具有較高爆速和能量理論值。C2N16不僅具有二元雜環(huán)分子的最高氮碳比，而且以8 個鏈狀氮原子為特征，為碳氮化合物設定了一個新的基準。

源自：Benz M，Klapo¨tke T M，Stierstorfer J，et al. Synthesis and characterization of binary，highly endothermic，and extremely sensitive 2，2'-azobis（5-azidotetrazole）［J］. Journal of the American Chemical Society，2022，144：6143-6147. https：//doi. org/10.1021/jacs.2c00995

美國愛達荷大學研究了HFOX 的pH 控制形式（胺和肼基與醛或酮的選擇性反應）

愛達荷大學研究了1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯（HFOX）與各種羰基衍生物在酸性和堿性條件下的選擇性反應。HFOX 共振中間體對產(chǎn)品結果起主要作用。對于質子化的HFOX，只有肼基參與了與羰基化合物的縮合反應。而對于HFOX 的陰離子形式，胺基和肼基都參與了縮合反應。所有新化合物均采用先進的光譜技術進行了綜合表征，并用單晶X 射線分析法對其結構進行了分析。發(fā)現(xiàn)鉀和鈉三嗪鹽的晶體結構是三維含能金屬-有機骨架（3D EMOF）。許多三嗪鹽熱穩(wěn)定性較好，撞擊感度和摩擦感度較低。相較于TNT，大多數(shù)新化合物表現(xiàn)出優(yōu)異的爆轟性能。該合成策略為高能鈍感的FOX-7 衍生物的選擇性合成提供了一條有效路線。

源自：Shreeve J M，Chinnam A K，Staples R J. pH-Controlled forms of 1-amino-1-hydrazino-2，2-dinitroethylene（HFOX）：Selective reactivity of amine and hydrazinyl groups with aldehydes or ketones［J］. Materials Advances，2022. https：//doi.org/10.1039/D2MA00307D

以色列特拉維夫大學制備了無氫化物和無硼的固體H2O2基自燃點火載體

以色列特拉維夫大學以富氮雙（5-四唑基）胺（H2BTA）為配體，合成了一系列新型無硼、無氫的自燃綠色固體H2O2-高聚物。用單晶XRD 測定了這些化合物的分子結構，用DSC 和TGA 研究了它們在純氮和富氧氣氛下的熱性能，并探討這些化合物在高溫條件下的氧化行為。研究結果發(fā)現(xiàn)性能最好的化合物［K2（H2O）2Cu（BTA）2］n（JD-4）具有最短的點火延遲時間（7 ms，其中H2O2為97%）和高熱穩(wěn)定性（343 ℃）；根據(jù)獲得的點火結果、X 射線晶體學和HASEM 軟件計算，進行了結構-自燃活性的關系研究，結果發(fā)現(xiàn)，Cu 和BTA 單元之間的電子密度差異應在特定范圍（～2）內能使化合物點燃，該工作為進一步開發(fā)新型、綠色的推進系統(tǒng)固體燃料指引了方向。

源自：Das J，Shem-Tov D，Wang S et al. Hydride-and boron-free solid hypergolic H2O2-ignitophores［J］. Chemical Engineering Journal.2021，426：131806. https：//doi.org/10.1016/j.cej.2021.131806

西北大學研究了Al/CuFe2O4@NC 復合材料的激光點火和燃燒特性

西北大學利用靜電噴霧技術構筑一種三維有序結構的新型Al/CuFe2O4@NC含能微顆粒，研究了復合物結構和氧化劑對該鋁熱劑激光點火和燃燒性能的影響。結果表明，組分間均勻分布和緊密界面接觸有利于縮短鋁熱反應過程的傳質、傳熱距離，增強能量釋放和燃燒特性。氧化劑類型對復合物的鋁熱反應特性有顯著的影響，和傳統(tǒng)金屬氧化物鋁熱劑相比（Al/CuO@NC 和Al/Fe2O3@NC），Al/CuFe2O4@NC 具有更短的點火延遲時間和更溫和的能量釋放速率。同時，通過改變燃料/氧化劑的界面接觸，實現(xiàn)了Al/CuFe2O4@NC激光點火和燃燒性能的可控調節(jié)。

源自：Wang W，Li H，Zhang M，et al. Effects of oxidizer and architecture on the thermochemical reactivity，laser ignition and combustion properties of nanothermite［J］. Fuel，2022，314：123141. https：//doi.org/10.1016/j.fuel. 2022. 123141

西北工業(yè)大學研究了含硅基復合材料的固體推進劑的熱分解和燃燒行為

西北工業(yè)大學采用噴霧干燥技術制備了不同硅含量的Si@NC/AP 和Si@PVDF/CL-20 復合材料并研究了其燃燒行為，研究發(fā)現(xiàn)，硅的氧平衡和催化作用在這些復合材料燃燒過程中起著重要作用，同時含40%硅的硅基燃料的點火延遲最短。同時，制備了含2 種典型硅基復合材料Si-80@NC/AP 和Si-80@PVDF/CL-20 的固體推進劑（SCP-1 和SCP-2），并與對應的各單組分機械混合的固體推進劑（SCP-3 和SCP-4）進行對比。結果表明，含有硅基復合材料的推進劑的橫截面比參考推進劑的橫截面更密集。在2.0 MPa 下，SCP-1 和SCP-2 的燃燒速率分別為5.74 mm·s-1和5.10 mm·s-1，低于參考樣品SCP-3（6.51 mm·s-1）和SCP-4（5.70 mm·s-1）。但前者的壓力指數(shù)略低于后者。此外，SCP-1 和SCP-3 的燃燒產(chǎn)物更蓬松，顆粒尺寸更小。因此核殼結構復合材料具有更好的燃燒性能，可能是因為氧化劑和作為燃料的Si 之間有更好的傳熱傳質效果。

源自：Zuo B，Wang S，Yang S，et al. Thermal decomposition and combustion behavior of solid propellant containing Si-based composites［J］. Combustion and Flame，2022，240：111959. https：//doi.org/10.1016/j.combustflame.2021. 111959

西安近代化學研究所研究了石墨烯-Salen 金屬納米復合材料對HMX-CMDB 推進劑燃燒性能及機理的影響

西安近代化學研究所成功制備一系列具有不同活性金屬和分子結構的新型石墨烯-Salen 金屬納米復合材料，發(fā)現(xiàn)S-792-Ni 對HMX-CMDB 推進劑的燃燒性能影響最顯著，使得該推進劑具有高燃速、低壓力指數(shù)和良好的燃燒穩(wěn)定性。此外，通過原位固相FTIR 和氣相MS-FTIR 手段揭示了高效催化劑S-792-Ni 與含能組分HMX和NC/NG 的相互作用機理。結果表明，S-792-Ni 能明顯促進NC/NG 和HMX 的C—C 鍵和C—N 鍵斷裂并顯著提高HMX 和NC/NG 的分解熱，分解熱的增加有利于燃燒表面下的快速反應和燃燒表面與氣體區(qū)域之間的熱反饋，從而提高HMX-CMDB 推進劑的燃速。

源自：Zhang M，Zhao F，Li H，et al. Insight into graphene-salen metal nanocomposites on combustion performance and mechanism of HMX-CMDB propellant［J］. Chemical Engineering Journal，2022，429：132175. https：//doi.org/10.1016/j.cej.2021.132175

南京理工大學利用燃燒診斷系統(tǒng)研究了電能作用下HAN 基固體推進劑的可控點火、燃燒和熄火特性

耦合物理場（電、光、微波等）可以實現(xiàn)固體推進劑的燃燒過程可控，是當前可控固體推進技術的突破方向之一，因此外界能量作用下的燃燒可控特性是推進劑智能化發(fā)展的研究熱點。南京理工大學利用電化學燃燒診斷系統(tǒng)研究了硝酸羥胺（HAN）基電控固體推進劑（ECSP）的可控點火、燃燒和熄火性能，并進一步分析了點火機理。結果表明，增大加載電壓、初始溫度和環(huán)境壓強會提高推進劑的燃速、質量損失和熄火延遲時間，同時會降低點火延遲時間和點火所需能量；通過分析ECSP 點火過程中的電阻和化學鍵變化提出了點火機理，發(fā)現(xiàn)NH3OH+中N-OH 的電解斷裂是ECSP 實現(xiàn)可控點火的關鍵步驟。本研究對ECSP 的應用具有重要意義，為從根本上解決發(fā)動機推力主動、隨機控制等關鍵難題提供了一種技術途徑。

源自：Bao L，Wang H，Wang Z，et al. Controllable ignition，combustion and extinguishment characteristics of HAN-based solid propellant stimulated by electric energy［J］. Combustion and Flame，2022，236：111804. https：//doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111804

北京理工大學揭示了3，3′-（5-二硝基-1，2，4-惡二唑基）-4，4′-偶氮唑酸鹽合成含能化合物中偶氮橋的反應性

在含能化合物中引入偶氮橋是提高其氮含量、生成熱和爆轟性能的有效策略。在利用3，3'-（5-甲基二硝基乙酸-1，2，4-惡二唑基）-4，4'-偶氮呋咱制備相應的偶氮橋聯(lián)含能鹽時，與幾種堿表現(xiàn)出異常的反應。針對這些現(xiàn)象，北京理工大學以3-氨基-4-（5-乙酸甲酯-1，2，4-惡二唑基）-呋咱為原料合成了一系列含能鹽并對其理化性質進行了評價。顯示其具有較高的爆速，以及與HMX 相當?shù)母呙芏?、良好的氧平衡、較好的熱穩(wěn)定性和較低的感度。

源自：Chen P，Qiu L，Yin P，et al. Unraveling the reactivity of the azo bridge in 3，3'-（5-dinitromethyl-1，2，4-oxadiazolyl）-4，4'-azofurazanate in the synthesis of energetic compounds［J］. Chemical Communications，2022，58（17）：2874-2877. https：//doi.org/10.1039/D2CC00215A