CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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高能三唑铜配合物Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x的结构和性能理论研究
作者:
作者单位:

1.南京工程学院材料科学与工程学院;2.江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室;3.南京理工大学化工学院

作者简介:

通讯作者:

基金项目:

江苏省自然科学基金 BK20170761;江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室开放基金 ASMA201707;南京工程学院基金项目 CKJA201603 JCYJ201806;江苏省大学生实践创新训练计划项目 201811276023Z;南京工程学院大学生科技创新项目 TB201902003江苏省自然科学基金(BK20170761),江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室开放基金(ASMA201707);南京工程学院基金项目(CKJA201603、JCYJ201806);江苏省大学生实践创新训练计划项目(201811276023Z);南京工程学院大学生科技创新项目(TB201902003)


Theoretical Study on the Structure and Performance of High-energy Triazole-based Copper Complexes Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x
Author:
Affiliation:

1.School of Materials Science and Engineering, Nanjing Institute of Technology,Nanjing 211167,China;2.Jiangsu Key Laboratory of Advanced Structural Materials and Application Technology, Nanjing 211167,China;3.School of Chemical Engineering of Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094, China

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    摘要:

    基于N,N′-二硝氨基-3,3′-二硝基联三唑(DNABT)二齿含能配体和金属元素铜,采用含能小配体NH3和NH2NO2对结构和性能进行调控,设计了三种新型含能富氮金属配合物:Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)xx=0,1,2)。采用密度泛函理论等方法对其分子、电子和晶体结构,及生成热、密度、爆速爆压和撞击感度等性质进行了计算模拟。结果表明,Cu与小配体之间的配位键是结构中比较弱而容易诱发分解的部分。小配体的类别和数量对配合物的结构和不同性能都有显著影响,且对各种性能的影响不同。三种配合物具有高密度(2.07~2.13 g·cm-3)、优良的能量性质(爆速:8.44~9.12 km·s-1,爆压:34.2~40.0 GPa)和可接受的感度(7~22 cm),x=1时,配合物的能量水平优于黑索今且感度与其接近,是潜在的高能量密度化合物。

    Abstract:

    Three new nitrogen-rich energetic complexes Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x(x=0,1,2) were designed by incorporating N,N′-dinitroamino-bi(1,2,4-triazole) (DNABT) with copper, ammonia and nitramine. Their molecular, electronic and crystal structures, heat of formation, density, detonation performance and sensitivity were studied theoretically. The results show that the Cu and DNABT linked coordination bond is weaker than other bonds which possibly trigger the decomposition. The number of ammonia and nitramine ligands have a significant different effect on the structure and properties of the designed complex. All designed complexes possess high density (2.07-2.13 g·cm-3), good energetic performance (detonation velocity: 8.44-9.12 km·s-1, detonation pressure: 34.2-40.0 GPa) and acceptable sensitivity (7-22 cm), especially for the complex with x=1, whose energy is higher than RDXand similar sensitivity to RDX, being a potential high energy density compound.

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吴琼,颜高杰,李启迪,等.高能三唑铜配合物Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x的结构和性能理论研究[J].含能材料,2020,28(2):112-117. DOI:10.11943/CJEM2018301.
WU Qiong, YAN Gao-jie, LI Qi-di, et al. Theoretical Study on the Structure and Performance of High-energy Triazole-based Copper Complexes Cu(DNABT)(NH3)2-x(NH2NO2)x[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2020, 28(2):112-117. DOI:10.11943/CJEM2018301.

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  • 收稿日期: 2018-10-15
  • 最后修改日期: 2019-07-11
  • 录用日期: 2019-05-06
  • 在线发布日期: 2019-07-08
  • 出版日期: 2020-02-27