文章快速检索     高级检索
  含能材料  2018, Vol. 26 Issue (6): 471-476.  DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2018.06.002
0

引用本文  

刘宁, 周诚, 武宗凯, 舒远杰, 王伯周, 赵强莉, 王文亮. FOX-7在H2 O/DMF溶剂中的结晶形貌预测[J]. 含能材料, 2018, 26(6): 471-476. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2018.06.002.
LIU Ning, ZHOU Cheng, WU Zong-kai, SHU Yuan-jie, WANG Bo-zhou, ZHAO Qiang-li, WANG Wen-liang. Prediction of Crystal Morphology of FOX-7 in H2O/DMF Solvents[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2018, 26(6): 471-476. DOI: 10.11943/j.issn.1006-9941.2018.06.002.

基金项目

国家自然科学基金面上项目(21373157, 21473108)

作者简介

刘宁(1984-), 男, 副研究员, 主要从事含能材料设计和制备研究。e-mail: flackliu@sina.com

文章历史

收稿日期:2017-08-19
修回日期:2017-10-14
FOX-7在H2 O/DMF溶剂中的结晶形貌预测
刘宁 1,2,3, 周诚 1, 武宗凯 1, 舒远杰 1,2, 王伯周 1,2, 赵强莉 3, 王文亮 3     
1. 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065;
2. 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室, 陕西 西安 710065;
3. 陕西师范大学化学化工学院, 陕西 西安 710119
摘要:为了准确理解溶剂和温度对含能材料结晶形貌的影响, 采用分子动力学方法模拟研究了1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯(FOX-7)在水/二甲基甲酰胺(DMF)中的结晶形貌。构建了溶剂-晶面的界面吸附模型, 使用修正附着能(MAE)模拟方法, 计算溶剂-晶面之间的相互作用能, 修正各晶面真空附着能并获得FOX-7在不同比例溶剂、不同温度条件下的晶习, 分析了溶剂分子和FOX-7晶面之间的分子间作用力。结果表明:在真空条件下决定FOX-7晶习的六个重要晶面为(0 1 1), (1 0 -1), (1 0 1), (1 1 -1), (0 0 2)和(1 1 0)面; FOX-7在H2O/DMF溶液条件下的晶习随温度条件变化有明显差异, 当温度为298 K时在不同比例溶剂中的晶习均为块状, 预测形貌与文献实验结果吻合较好。
关键词1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯(FOX-7)     结晶形貌     分子动力学     修正附着能     溶剂    
Prediction of Crystal Morphology of FOX-7 in H2O/DMF Solvents
LIU Ning 1,2,3, ZHOU Cheng 1, WU Zong-kai 1, SHU Yuan-jie 1,2, WANG Bo-zhou 1,2, ZHAO Qiang-li 3, WANG Wen-liang 3     
1. Xi′an Modern Chemistry Research Institute, Xi′an 710065, China;
2. State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemical, Xi′an 710065, China;
3. School of Chemistry & Chemical Engineering, Shaanxi Normal University, Xi′an 710119, China
Abstract: To accurately understand the effect of solvent and temperature on crystal morphology of energetic materials, molecular dynamics simulations were employed to investigate the crystal morphologies of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethene (FOX-7) under H2O/dimethylacetamide (DMF) condition. By calculating the interaction energies of solvent and crystal surfaces, the attachment energies in vacuum were modified and the crystal shapes in different ratio of solvents with different temperatures were obtained. The intermolecular interactions of solvent molecules and crystal surfaces were also discussed. Results show that the morphologically dominant faces of FOX-7 in vacuum are (0 1 1), (1 0 -1), (1 0 1), (1 1 -1), (0 0 2) and (1 1 0), the crystal morphologies of FOX-7 in H2O/DMF solutions are variable in different temperatures, the crystal shape is similar to block in different ratio of solutions in 298 K, and the predicted crystal morphology was in agreement with the experimental result from the reference.
Key words: 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethene(FOX-7)    crystal morphology    molecular dynamics simulations    modified attachment energy    solvent    
1 引言

1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯(FOX-7)是一种新型不敏感含能材料, 具有密度大、感度低、能量高等优点, 在不敏感武器装备中有广阔的应用前景, 受到各国研究人员的广泛关注[1-4]。对于含能材料而言, 其结晶形貌对安全性能和配方装填方式有着重要的影响[5]。因此, 深入研究FOX-7的结晶机制和形貌控制技术, 对于FOX-7的工程化制备有重要价值。

分子动力学方法可以模拟溶剂分子对特定晶面的吸附作用, 从分子层面对目标化合物的结晶过程和形貌实现高效、准确的分析和预测, 已广泛用于炸药分子在溶剂中结晶形貌的模拟, 如环四亚甲基四硝胺(HMX)、环三亚甲基三硝胺(RDX)、3, 4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)及2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)等[6-10]。任晓婷等[11]模拟了FOX-7在DMF和DMF/丙酮溶液中的晶体形貌, 结果显示DMF/丙酮溶液中FOX-7的生长晶形规则, 长径比小。赵强莉等[12]预测了FOX-7在多种溶剂中的晶体形貌, 分析了溶剂分子对FOX-7晶体生长的影响情况。本课题组采用修正的DREIDING力场对FOX-7的晶体形貌进行了模拟分析[13]。但上述工作仅研究了溶剂种类对FOX-7晶习的影响, 而忽略了结晶温度对其晶习的影响, 模拟准确性有待进一步提升。

本工作用分子动力学(MD)方法模拟了FOX-7的真空晶体形貌, 确定形态学重要生长面和附着能。进而通过构建溶剂-晶面模型, 使用修正附着能(MAE)模拟方法, 计算FOX-7主要晶面与溶剂分子的相互作用能。预测了FOX-7在不同温度下、不同比例的H2O/DMF溶剂中的结晶形貌, 并与文献实验结果比较验证了预测的准确性。预测结果可为FOX-7的制备和工艺放大提供参考。

2 计算理论及计算方法 2.1 计算理论

附着能(AE)模型由Hartman和Bennema在基于周期性键链(PBC)理论[14-15]的基础上提出。根据该理论, 晶体表面成键所需时间与键合能成反比, 晶面生长速度与键合能成正比, 晶体生长最快的方向即为化学键最强的方向。AE模型在此基础上定义晶片能Eslice为生长出一层厚度为dhkl的晶片释放出的能量, 附着能Eatt为晶片附着在晶习表面(h k l)所释放出的能量, 两者之和即为晶体的晶格能Elatt[16]

$ {E_{{\rm{latt}}}} = {E_{{\rm{att}}}} + {E_{{\rm{slice}}}} $ (1)

通常情况下晶体由溶剂中生长得到, 如果晶面和溶剂间的吸附作用力较强, 溶剂分子在晶体界面会形成溶液表面层状结构。而晶面的生长需要吸附的溶剂分子离开晶面, 该去溶剂化过程需要耗费能量。不同晶面移除溶剂层所消耗能量不同, 其附着能变化也不同, 最终导致其在不同溶剂中的形貌发生变化。定义Eint为溶剂层与晶面间的相互作用能, Etot为溶剂层与晶面的总能量, EsurfEsolv分别为晶面层和溶剂层的能量, 则:

$ {E_{{\rm{int}}}} = {E_{{\rm{tot}}}} - {E_{{\rm{surf}}}} - {E_{{\rm{solv}}}} $ (2)

为了描述溶剂效应的影响, 对真空附着能Eatt引入修正项EsEs代表溶剂与晶习表面(h k l)之间的结合能, 由式(3)计算得出, 其中Aacc为单晶胞晶面中的溶剂可接触面积, Abox为模型(h k l)面上的总晶面面积。最终经溶剂效应修正过的附着能(Eatt)由式(4)计算得出。

$ {E_{\rm{s}}} = {E_{{\rm{int}}}} \times \frac{{{A_{{\rm{acc}}}}}}{{{A_{{\rm{box}}}}}}{\rm{ }} $ (3)
$ E{\prime _{{\rm{att}}}} = {E_{{\rm{att}}}} - {E_{\rm{s}}} $ (4)
2.2 计算方法

使用Materials Studio 5.5软件[17], 根据FOX-7的单晶衍射数据[18]构建晶胞。FOX-7属于单斜晶系, P21/n空间群, α=γ=90.00°, β=90.61°, a=0.694 nm, b=0.664 nm, c=1.134 nm, 每个原胞中含有4个FOX-7分子。FOX-7的分子和晶胞结构如图 1所示。FOX-7晶胞经几何优化后, 在真空条件下使用AE模型模拟其晶体形貌, 获得形态学重要晶面(h k l)。为保持计算体系的一致性并提高运算速度, 进一步将原胞扩建为3×3×3的超晶胞并去掉周期性结构进行计算, 沿(0 1 1)、(1 0 -1)、(1 0 1)、(1 1 -1)、(0 0 2)和(1 1 0)六个主要晶面进行切割。选择三种不同比例的H2O/DMF混合溶液作为溶剂体系, H2O与DMF质量比分别为3:1, 1:1和1:3, 依次定义为溶剂Ⅰ、溶剂Ⅱ和溶剂Ⅲ。溶剂层由Amorphous Cell模块构建, 包含200个溶剂分子, 溶剂层盒子的长和宽与对应晶面的数值相符合。溶剂层经几何优化后, 在298 K下进行500 ps的NVT系综MD模拟使之达到平衡状态。将晶面层沿a/b/c方向固定作为双层结构模型的下层, 溶剂层作为双层结构模型的上层, 建模得到相应的动力学界面作用计算模型。为消除片层之间的相互作用, 在溶剂层上加一较厚的真空层(3 nm)。对该初始双层模型进行结构优化, 然后在NVT系综下(温度298 K, 控温Andersen thermostat)进行分子动力学模拟, 时间为1000 ps, 步长为1.0 fs, 以期达到平衡。待体系达到平衡之后, 继续进行动力学模拟过程, 时间设为500 ps, 步长为1.0 fs, 且每100个时间步长进行数据收集。对于势能的计算, 分别用Atom based和Ewald方法计算范德华和静电作用, 截断半径1.25 nm。最终取动力学轨迹中最后500帧计算体系的吸附能。晶面上溶剂的可及面积通过Connolly表面模型确定。

图 1 FOX-7的分子和晶胞结构图 Fig.1 The molecular and unit cell structure of FOX-7
3 结果与讨论 3.1 力场的选择

COMPASS力场是一类基于从头计算(ab initio)的力场[19]。该力场不但能够模拟孤立分子的结构、振动频率、热力学性质等, 重要的是它能够模拟出更准确的凝聚态的结构与性质。首先通过结构优化及晶格能的计算验证该力场对FOX-7晶体的适用性。根据FOX-7晶体(α型)的单晶衍射实验数据建立3×3×3的超晶胞并对晶胞结构进行优化(COMPASS力场, Smart algorithm), 优化后的晶胞参数如表 1所示。可以看出, 优化所得晶胞参数与实验值基本吻合, 相对偏差除参数a以外不超过5%。此外, 在COMPASS力场下计算FOX-7的晶格能为-107.60 kJ·mol-1, 而实验测得FOX-7晶体升华热为108.78 kJ·mol-1, 所得晶格能为-113.74 kJ·mol-1[20], 与理论值十分接近。因此可认为COMPASS力场和3×3×3超晶胞模型具有较好的适用性。

表 1 FOX-7优化后的晶胞参数与实验值的比较 Tab.1 The comparison of the experimental and optimized lattice parameters of FOX-7
3.2 FOX-7在真空中的晶体形貌

图 2所示为使用AE模型计算获得的FOX-7在真空条件下的晶体形貌, 其重要生长面及参数列于表 2。结果可知, FOX-7的真空晶习为纺锤形, 长径比为1.541, 其形态学重要生长面为(0 1 1), (1 0 -1), (1 0 1), (1 1 -1), (0 0 2)和(1 1 0)面。其中多重度为4的(0 1 1)面拥有最大的晶面面积(44.60%), 相应的附着能为-111.64 kJ·mol-1, 包括范德华力(-102.40 kJ·mol-1)和氢键作用(-9.24 kJ·mol-1)。因此(0 1 1)面为影响FOX-7晶体形态最重要的晶面。而(0 0 2)和(1 1 0)面占总面积比例分别仅为5.43%和3.45%, 趋于消失。

图 2 真空中FOX-7的晶习预测图 Fig.2 The predicted morphology of FOX-7 in vacuum
表 2 真空中FOX-7重要晶面及参数 Tab.2 The crystal habit parameters of FOX-7 crystal in vacuum
3.3 H2O/DMF溶液对FOX-7晶体形貌的影响

FOX-7的六个主要晶面与溶剂Ⅱ分子吸附界面模型达到热力学平衡后, 所得的平衡构型如图 3所示。可以看出, 溶剂分子已经紧密地附着在FOX-7晶面并形成了表面层状结构, 这说明FOX-7晶面和溶剂分子之间具有很强的吸附作用。混合溶剂中的DMF分子与晶面的作用力更强, 因此较H2O分子更贴近晶面。FOX-7各晶面均存在明显暴露的强极性基团(氨基或硝基基团), 故这些晶面皆为极性面, 而H2O和DMF分子均为极性分子, 因此有利于溶剂分子的吸附。FOX-7分子不是中心对称的生长单元, 其表面分子堆积取向呈现出多样性和复杂性的特点, 这就使得溶剂分子在各个晶面的吸附行为差异化。其中(1 0 -1)、(0 1 1)、(1 0 1)面上分子的排布相对比较平坦, 接触吸附相对不易; 而其他平面则凹凸不平, 表面有较多大空隙, 有利于溶剂分子的吸附。

图 3 FOX-7晶面-溶剂Ⅱ分子吸附模型的分子动力学平衡构型图 Fig.3 The configurations of FOX-7 surface-solvent Ⅱ interfaces from the MD equilibrium

溶剂分子通过扩散作用吸附在FOX-7晶面上, 由于晶面生长时需消耗能量排除表面的溶剂分子, 使得附着能发生变化, 影响了晶体的最终形貌。表 3列出了溶剂Ⅱ-晶面双层结构模型的相互作用能、修正附着能及相对生长速率情况。相互作用能为负值表明两种界面具有相互吸引作用, 该作用越强则相互作用能的绝对值越大。计算可知在温度为298 K时, (0 1 1)面拥有最大的相互作用能(-1213.8 kJ·mol-1), 而(1 1 0)面的相互作用能(-435.2 kJ·mol-1)最小, 溶剂分子层对不同晶面吸附作用的大小依次为(0 1 1)>(1 1 -1)>(0 0 2)>(1 0 1)>(1 0 -1)>(1 1 0)。结果表明(0 1 1)和(1 1 -1)面对于溶剂分子的吸附能力较强, 而(1 0 -1)和(1 1 0)面由于相互作用能较小导致对溶剂分子的吸附能力弱。此外温度变化对相互作用能也有显著改变。当温度降至278 K时, (1 0 -1)面的相互作用能有了明显提高, (0 1 1)和(1 1 0)面的相互作用能则显著降低; 当温度升至318 K时, 除(1 0 1)和(1 1 0)面的相互作用能有明显变化以外, 其它晶面变化较小。

表 3 不同温度下溶剂Ⅱ和FOX-7主要晶面之间的相互作用能、修正附着能和相对生长速率 Tab.3 Calculated interaction energies, modified attachment energies and relative growth rates of FOX-7 crystal habit faces in solvent Ⅱ at different temperatures

表 3可知, 使用溶剂Ⅱ在温度为298 K时, (1 1 -1)面的修正附着能(10.84 kJ·mol-1)绝对值最小, 各晶面的修正附着能大小依次为(0 0 2)>(1 1 0)>(1 0 -1)>(0 1 1)>(1 0 1)>(1 1 -1)。因此(1 1 -1)面为形态学最重要晶面, 拥有最大的显露面积且相对生长速率最慢; 而(0 0 2)等四个面由于过快的生长速率导致消失。MAE模型预测的298 K下FOX-7在溶剂Ⅱ中的晶体形貌如图 4b所示, 为长方体状; 周群等[6]实验报道FOX-7在H2O/DMF溶剂中重结晶后的晶习如图 5所示[6], 对比可知理论预测与实验所得结果一致。其主要晶面为(1 1 -1)和(1 0 1)面, 其表面积分别占总面积的85.2%和14.8%。此外分析图 4可知, 在溶剂Ⅱ中当温度降低时, FOX-7晶形趋向于块状, 而温度升高时晶形趋向于片状。说明随温度条件变化FOX-7在溶液Ⅱ中的晶体形貌有明显差异。

图 4 FOX-7在溶剂Ⅱ中的预测晶体形貌 Fig.4 The predicted crystal morphologies of FOX-7 in solvent Ⅱ
图 5 FOX-7在H2O/DMF溶剂中重结晶后的晶体形貌[6] Fig.5 The experimental crystal morphology of FOX-7 in H2O/DMF solvent

利用上述计算方法, 进一步研究了不同比例H2O/DMF溶剂对FOX-7晶体形貌的影响。利用MAE模型预测FOX-7在溶剂Ⅰ和溶剂Ⅲ中的晶体形貌如图 6图 7所示。可以看出, 当温度为298 K时, FOX-7在溶剂Ⅰ和溶剂Ⅲ中的预测晶形均为梭形, 但主要生长面存在差异, 分别为(0 1 1)、(1 0 1)面和(1 1 -1)、(0 1 1)面。当温度降至278 K时, 溶剂Ⅰ中所得晶形为片状, 溶剂Ⅲ中所得晶形为长方体状; 当温度升至318 K时, 溶剂Ⅰ中所得晶形为椭球状, 溶剂Ⅲ中所得晶形与溶剂Ⅱ中相似, 为片状。在所有模拟条件下, FOX-7的(0 0 2)面均具有较大的修正附着能, 法向生长速度快, 故该面趋于消失。总体而言, FOX-7在298 K时不同比例H2O/DMF溶液中的晶体形貌多为规整的块状或梭形, 在受到机械刺激时不易破碎或折断, 显示出较低的感度, 故室温条件下制备的FOX-7晶体有更高的应用价值。

图 6 FOX-7在溶剂Ⅰ中的预测晶体形貌 Fig.6 The predicted crystal morphologies of FOX-7 in solvent Ⅰ
图 7 FOX-7在溶剂Ⅲ中的预测晶体形貌 Fig.7 The predicted crystal morphologies of FOX-7 in solvent Ⅲ
3.4 溶剂分子与FOX-7晶面的作用力分析

进一步选择溶剂Ⅱ体系, 在298 K时对动力学平衡后的轨迹进行径向分布函数(RDF)分析, 研究溶剂分子与FOX-7晶面的作用力方式和本质。图 8所示为FOX-7的(1 1 -1)晶面与DMF溶剂分子的径向分布函数计算结果。溶剂分子和晶面之间的分子间相互作用分为三种类型, 包括氢键(< 0.31 nm)、范德华力(0.31~0.50 nm)和静电力(>0.50 nm), 其中氢键和范德华力属于短程作用力, 静电力属于长程作用力。图 8a所示为DMF的氢原子和FOX-7的氧、氮原子之间的RDF分析结果。对于DMF的氢原子和FOX-7的氧原子之间的RDF分析显示, 在r=0.26 nm处的存在强尖峰, 可知二者之间存在很强的氢键; 而分析DMF的氢原子和FOX-7的氮原子之间的RDF, 在r<0.60 nm时无明显峰值, 在0.60~0.70 nm有强峰出现, 说明二者之间无氢键作用, 以静电作用力为主。图 8b所示为FOX-7的氢原子和DMF的氧、氮原子之间的RDF分析结果。对于FOX-7的氢原子和DMF的氧原子之间的RDF分析显示, 在r=0.28 nm和r=0.45 nm处分别有弱峰出现, 代表存在着较弱的氢键和范德华力, r=0.90 nm处的强峰说明静电作用力占主导地位; 而DMF的氢原子和FOX-7的氮原子之间仅在0.80~0.90 nm处出现强峰, 说明二者之间几乎无氢键和范德华力作用, 仅存在静电作用力。结合图 8a图 8b分析可知, FOX-7的(1 1 -1)晶面与DMF分子间同时存在多种分子间作用力, 不同原子对之间的作用力存在较大差异。

图 8 DMF分子与FOX-7的(1 1 -1)面吸附模型的径向分布函数 Fig.8 RDFs between DMF and FOX-7 atoms for the (1 1 -1) face adsorption systems
4 结论

(1) FOX-7在真空条件下的晶习为纺锤形, 主要生长面为(0 1 1), (1 0 -1), (1 0 1), (1 1 -1), (0 0 2)和(1 1 0)面, 长径比为1.541。

(2) H2O/DMF溶剂分子对于FOX-7各晶面的吸附能力存在差异, 导致溶剂条件下FOX-7各晶面的附着能发生变化, 不同比例溶剂和温度条件下FOX-7的晶体形貌有明显差异, 其中在298 K时的晶体形貌为规整的块状或梭形, 与文献实验结果相吻合。

(3) 径向分布函数计算表明FOX-7的(1 1 -1)晶面与DMF分子间的作用力包括氢键、范德华力和静电力, 其中FOX-7的氧原子与DMF的氢原子之间的氢键作用力较强。

参考文献
[1]
Latypov N V, Bergman J, Langlet A, et al. Synthesis and reactions of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethylene[J]. Tetrahedron, 1998, 54(38): 11525-11536. DOI:10.1016/S0040-4020(98)00673-5
[2]
Asta G, Lou M, Lulu H, et al. Proposed mechanism of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethylene decomposition: a density functional theory study[J]. J Phys Chem A, 1999, 103(50): 11045-11051. DOI:10.1021/jp991794a
[3]
周诚, 黄新萍, 周彦水, 等. FOX-7的晶体结构和热分解特性[J]. 火炸药学报, 2007, 30(1): 60-62.
ZHOU Cheng, HUANG Xin-ping, ZHOU Yan-shui, et al. Crystal structure and thermal decomposition of FOX-7[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2007, 30(1): 60-62.
[4]
付秋菠, 舒远杰, 黄奕刚, 等. 1, 1-二氨基-2, 2-二硝基乙烯的合成与性能研究[J]. 有机化学, 2006, 26(10): 1409-1413.
FU Qiu-bo, SHU Yuan-jie, HUANG Yi-gang, et al. Synthesis and properties of 1, 1-diamino-2, 2-dinitroethylene[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2006, 26(10): 1409-1413. DOI:10.3321/j.issn:0253-2786.2006.10.012
[5]
Manner V W, Tappan B C, Scott B L, et al. Crystal structure, packing analysis, and structural-sensitivity correlations of erythritol tetranitrate[J]. Cryst Growth Des, 2014(14): 6154-6160.
[6]
周群, 陈智群, 郑朝民, 等. FOX-7晶体形貌对感度的影响[J]. 火炸药学报, 2014, 37(5): 67-69.
ZHOU Qun, CHEN Zhi-qun, ZHENG Chao-min, et al. Effect of morphology of FOX-7 crystals on its sensitivity[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2014, 37(5): 67-69.
[7]
Chen G, Xia M Z, Wu L, et al. Prediction of crystal morphology of cyclotrimethylene trinitramine in the solvent medium by computer simulation: a case of cyclohexanone solvent[J]. J Phys Chem A, 2014(118): 11471-11478.
[8]
Chen G, Chen C Y, Xia M Z, et al. A study of the solvent effect on the crystal morphology of hexogen by means of molecular dynamics simulations[J]. RSC Adv, 2015(5): 25581-25589.
[9]
Liu N, Li Y N, Zeman S, et al. Crystal morphology of 3, 4-bis(3-nitrofurazan-4-yl)furoxan (DNTF) in a solvent system: molecular dynamics simulation and sensitivity study[J]. Crystengcomm, 2016(18): 2843-2851.
[10]
石文艳, 王风云, 夏明珠, 等. 2, 6-二氨基-3, 5-二硝基吡啶-1-氧化物晶体形貌的MD模拟[J]. 含能材料, 2016, 24(1): 19-26.
SHI Wen-yan, WANG Feng-yun, XIA Ming-zhu, et al. Molecular dynamics simulation on the crystal morphology of 2, 6-diamino-3, 5-dinitropydine-1-oxide[J]. Chinese Journal of energetic materials(Hanneng Cailiao), 2016, 24(1): 19-26. DOI:10.11943/j.issn.1006-9941.2016.01.003
[11]
任晓婷, 叶丹阳, 丁宁, 等. 溶剂效应对FOX-7晶体形貌影响的分子动力学模拟研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(2): 272-278.
REN Xiao-ting, YE Dan-yang, DING Ning, et al. A molecular dynamics simulation of solvent effects on the crystal morphology of FOX-7[J]. Acta Armamentarii, 2015, 36(2): 272-278.
[12]
Zhao Q L, Liu N, Wang B Z, et al. A study of solvent selectivity on the crystal morphology of FOX-7 via a modified attachment energy model[J]. RSC Adv, 2016(6): 59784-59793.
[13]
刘宁, 王伯周, 舒远杰, 等. FOX-7结晶形貌的分子动力学模拟[J]. 火炸药学报, 2016, 39(2): 40-44.
LIU Ning, WANG Bo-zhou, SHU Yuan-jie, et al. Molecular dynamics simulation on crystal morphology of FOX-7[J]. Chinese Journal of Explosives and Propellants, 2016, 39(2): 40-44.
[14]
Hartman P, Bennema P. The attachment energy as a habit controlling factor: Ⅰ. Theoretical considerations[J]. J Cryst Growth, 1980(49): 145-156.
[15]
Hartman P. The attachment energy as a habit controlling factor: Ⅲ. Application to corundum[J]. J Cryst Growth, 1980(49): 166-170.
[16]
Berkovitch-Yellin Z. Toward an ab initio derivation of crystal morphology[J]. J Am Chem Soc, 1985(107): 8239-8253.
[17]
Material Studio 5. 5, Acceryls Inc., San Diego, 2010.
[18]
Gilardi R. CCDC 127539: Experimental Crystal Structure Determination[DB]. Cambridge Crystallographic Data Centre, Cambridge, UK, 1999.
[19]
Sun H. Compass: an ab initio force field optimized for condensed phase application, overview with detail on alkane and benzene compounds[J]. J Phys Chem B, 1998, 102: 7338-7364. DOI:10.1021/jp980939v
[20]
Sorescu D C, Boatz J A, Thompson D L. Classical and quantum-mechanical studies of crystalline FOX-7(1, 1-diamino-2, 2-dinitroethylene)[J]. J Phys Chem A, 2001, 105: 5010-5021. DOI:10.1021/jp010289m
图文摘要

The crystal morphologies of FOX-7 in H2O/DMF solvents at different temperatures were predicted by modified attachment energy (MEA) model. The intermolecular interactions of crystal surface and solvent molecules were also studied.