基于1,1’-双(1-H-四唑)胺的含能MOF[Pb(BTA)(H2O)2]n及其应用的制作方法
本发明涉及一种基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，该化合物可作为改性双基推进剂的含能燃烧催化剂。
背景技术：
1、燃烧性能是固体推进剂最为重要的性能之一，决定了火箭发动机的工作时长与工作安全性。燃烧催化剂是调节燃烧性能的功能组分，含铅化合物用于双基火药起始于1948年，当前仍是改性双基推进剂中最主要的燃烧催化剂种类，能够对固体推进剂的燃烧性能进行调控，提升推进剂在低压力范围的燃速，降低压力指数，产生所谓的“平台燃烧效应”。
2、传统的燃烧催化剂多为惰性化合物，在配方中占比3％左右，该类惰性催化剂的使用，将导致固体推进剂能量下降，不利于现代武器装备能量的进一步提升。目前还没有商业化的面向固体推进剂的含能燃烧催化剂。因此，开发合成工艺简单、成本低、综合性能优异的含能燃烧催化剂，对加快高能固体推进剂的实际应用具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n。
2、为此，本发明所提供的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n的制备方法包括：50-90℃条件下，1,1’-双(1-h-四唑)胺、无机碱和水溶性铅盐在水中反应制备所述含能mof[pb(bta)(h2o)2]n；其中n取自然数。
3、进一步的方案是，含能mof[pb(bta)(h2o)2]n化合物晶体属于单斜晶系；晶体空间群为p21/n；晶胞参数为:a＝0.6609(2)nm,b＝1.1994(3)nm,c＝1.0574nm,β＝104.86(0)°,dc＝3.233g·cm-3。
4、可选的方案是，所述无机碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种的混合；所述水溶性铅盐选自醋酸铅和硝酸铅中的一种或两种的混合。
5、可选的方案是，所述无机碱和1,1’-双(1-h-四唑)胺的摩尔比为0.5～3.0：1；所述水溶性铅盐和1,1’-双(1-h-四唑)胺的摩尔比为0.8～2.0:1。
6、可选的方案是，所述1,1’-双(1-h-四唑)胺与水的质量比为1:10～80。
7、进一步可选的方案是，所述含能mof[pb(bta)(h2o)2]n的制备方法包括：
8、(1)将1,1’-双(1-h-四唑)胺分散于水中；
9、(2)将无机碱加入步骤(1)的分散液中，升温至50～90℃；
10、(3)之后加入水溶性铅盐后，搅拌反应制备含能mof[pb(bta)(h2o)2]n。
11、本发明的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n具有优良的燃烧催化性能，能显著提高推进剂的燃速，降低推进剂在1～10mpa下的燃速压强指数。具有较高的能量，相比较惰性燃烧催化剂可提高推进剂的比冲。本发明的制备工艺简单，由1,1’-双(1-h-四唑)胺、无机碱、水溶性铅盐“一锅法”制备，收率高，具备规模化制备前景。
技术特征：
1.一种基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，其特征在于，所述含能mof[pb(bta)(h2o)2]n的制备方法包括：50-90℃条件下，1,1’-双(1-h-四唑)胺、无机碱和水溶性铅盐在水中反应制备所述含能mof[pb(bta)(h2o)2]n；其中n取自然数。
2.根据权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，其特征在于，含能mof[pb(bta)(h2o)2]n化合物晶体属于单斜晶系；晶体空间群为p21/n；晶胞参数为:a＝0.6609(2)nm,b＝1.1994(3)nm,c＝1.0574nm,β＝104.86(0)°,dc＝3.233g·cm-3。
3.根据权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，其特征在于，所述无机碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种的混合；所述水溶性铅盐选自醋酸铅和硝酸铅中的一种或两种的混合。
4.根据权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，其特征在于，所述无机碱和1,1’-双(1-h-四唑)胺的摩尔比为0.5～3.0：1；所述水溶性铅盐和1,1’-双(1-h-四唑)胺的摩尔比为0.8～2.0:1。
5.根据权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，其特征在于，所述1,1’-双(1-h-四唑)胺与水的质量比为1:10～80。
6.根据权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n，其特征在于，所述含能mof[pb(bta)(h2o)2]n的制备方法包括：
7.权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)
8.权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)
9.权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)
10.一种推进剂，其特征在于，所述推进剂的组分包括权利要求1所述的基于1,1’-双(1-h-四唑)胺的含能mof[pb(bta)(h2o)2]n。
技术总结
本发明公开了一种基于1,1’‑双(1‑H‑四唑)胺的含能MOF[Pb(BTA)(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;2</subgt;]<subgt;n</subgt;及其应用，所述含能MOF[Pb(BTA)(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;2</subgt;]<subgt;n</subgt;晶体结构如式(I)所示，其可由1,1’‑双(1‑H‑四唑)胺、无机碱和水溶性铅盐“一锅法制备”，合成工艺简单；并且本发明的化合物对改性双基推进剂的燃烧性能具有明显的调节效果，能显著提高推进剂的燃速，降低推进剂在1～10MPa下的燃速压强指数，是一种含能燃烧催化剂。
技术研发人员：李辉,彭兴洲,王康才,张建侃,赵凤起
受保护的技术使用者：西安近代化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23