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全氟磺酸MCM-41分子筛催化合成CL-20
Synthesis of CL-20 by MCM-41 Molecular Sieve of Perfluorosulfonic Acid
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中文摘要:
      为解决N2O5/HNO3硝化四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)合成六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)收率低以及催化剂难回收的问题,将全氟(1-甲基-乙烷)磺酸接枝到纯硅MCM-41介孔分子筛上,制备全氟磺酸MCM-41分子筛催化剂(SA-MCM-41),并用于N2O5/HNO3硝化TAIW合成CL-20的反应。结果表明,负载了全氟磺酸的MCM-41仍具有MCM-41的典型晶体结构,平均孔径3.13 nm,比表面积887.25 m2·g-1。当催化剂用量0.5 g,反应温度65~75 ℃,时间5 h时,CL-20收率93.9%,纯度98.4%。该催化剂稳定性好,易与体系分离,重复使用5次,催化性能无明显降低。
中文关键词: 六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)  四乙酰基六氮杂异伍兹烷(TAIW)  分子筛  全氟磺酸
英文摘要:
      In order to improve the low yield of CL-20 and solve the difficult recovery of the catalyst, perfluorinated (1-methyl-ethane) sulfonic acid was grafted onto pure MCM-41 mesoporous molecular sieves to prepare the catalyst of perfluorosulfonic acid MCM-41 molecular sieve (SA-MCM-41). The catalyst was applied in the nitration of TAIW to CL-20 using N2O5/HNO3. Results show that the catalyst has the typical crystal structure of MCM-41 with average pore size of 3.13 nm and specific surface area of 887.25 m2·g-1. The optimal reaction condition is catalyst 0.5 g, reaction temperature 65-75 ℃ and reaction time 5h with the highest yield and purity of 93.9% and 98.4%, respectively. The catalyst possesses good stability and is easy to separate from the product. Additionally, it can be reused for five times without any significant loss of catalytic activity under the describe reaction conditions.
英文关键词: hexanitro-hexaazaisowurtzitane(CL-20)  tetraacetyl-hexaazaisowurtziane(TAIW)  molecular sieve  perfluorosulfonic acid
DOI:10.11943/j.issn.1006-9941.2017.12.011
投稿日期:2017-06-08
最后修改日期:2017-08-23
网络出版日期:2017-12-27
书版出版日期:2018-01-29
基金项目:国家自然科学基金(21406116)及“南京理工大学卓越计划‘紫金之星’”专项基金
引用文献:石磊,杨超飞,钱华,任丽萍,刘大斌,潘仁明,等.全氟磺酸MCM-41分子筛催化合成CL-20[J].含能材料,2017,25(12):1037~1041
作者单位E-mail
石磊 南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094 shilei8803@163.com,qianhua@njust.edu.cn 
杨超飞 南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094  
钱华 南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094
国家民用爆破器材质量监督检验中心, 江苏 南京 210094 
qianhua@njust.edu.cn 
任丽萍 中国兵器标准化研究所, 北京 100089  
刘大斌 南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094  
潘仁明 南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094  
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