苯酚的多氟氨基取代物和六氮取代金刚烷的亚硝氨取代物作为能量材料的理论研究

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxqandhd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我们传统意义上所说的含能材料就是高能量密度化合物,即在一定条件下进行爆炸,爆破而产生巨大的能量,并为人们的生活所利用。高能量密度化合物在军用,燃料,推进剂,烟花等方面有着重要的作用,尤其是近些年来备受科学研究者们的关注。上个世纪的时候人们不断的研究着氮团簇化合物,单位物质的量能够释放出大于五十千焦的能量,相关理论研究成果比较多,然而令科学家们所遗憾的是高含量氮团簇化合物所具有的稳定性却不够理想,尤其在实验室条件下去合成会遇到很多实际可行性的问题,于是沿着含氮团簇的研究方向,在接下来的几十年里,含氮元素的一些官能团也开始逐渐被发现并且添加到一系列母体物质上,像氮杂环。同时有机分子含氮官能团取代也可以挖掘一些新的高能量密度化合物。随后产生了很多相关的新发现,发明的这些材料,不仅具有较好的爆炸性能参数,像密度,爆炸压强,爆炸速度这些参数是接近理想化合物的。不过同样要面对一个很实际的问题,实验室条件下会有很多困难,难以实现合成,计算机模拟计算被发明并用于我们的模拟计算,计算机模拟计算作为一种简单安全又具有较高准确性的一种方法,在理论上研究分子的性质,这已经在我们物理化学的科研中起到了重要的作用。本文中所介绍的两类化合物,运用精确地化学计算方法进行了模拟计算。并且两种物质都采用了两种不同的计算方法去研究,减少误差同时也进行科学对比。利用等键理论进行生成热的模拟计算,利用密度泛函理论,Kamlet-Jacob方程将两种化合物的爆炸参数计算出来。根据最小键级原理,研究了密立根键级的数值,研究键解离能和键长等参数对化合物的性质进行了科学的研究。所有这些研究成果将指导实际实验过程中爆炸物的合成。本文中所研究的物质如下:1.苯酚的多氟氨基取代物采用两种方法DFT-B3LYP-6-311G**和DFT-B3P86/6-311G**分别对此系列的十八种化合物进行了全优化,并计算了该化合物的爆炸速度,爆炸压强,密度,生成热,键解离能,轨道能等性质参数,并根据计算的参数,我们得出相关结论。苯酚的二氟氨基取代化合物,当取代基团超过三个时,化合物的密度,爆速,爆压,就较好的符合了理想爆炸物的参数要求,同时十八种化合物的键解离能均大于80KJ/mol,这即保证了化合物具有较好的稳定性,根据其数值我们可以基本确定该体系化合物的断键位置,即化合物参与爆炸过程的起始断裂位置。轨道能的大小跟理想爆炸物进行对比,我们也可以发现该系列化合物于理想爆炸物的差别不大。为了进一步确定含氟爆炸用K-J方程的可靠性,我们又对化合物的强速进行了计算,得出的于其他爆炸参数一致的结论。同时满足了稳定性和较好爆炸性的要求后,我们基本可以确定在所有十八种二氟氨基的苯酚取代物中,四氟氨基苯酚和五氟氨基苯酚所具有的性质能够满足理想高能力密度化合物的要求,也将可能成为潜在的新型高能量密度化合物,也希望我们的研究能为实际实验室合成提供理论的指导。2.六氮取代金刚烷的亚硝氨取代物采用了两种不同的计算方法高斯03背景下DFT-B3LYP-6-31G*和DFT-B3P86/6-31G*,分别对十种取代物进行了全优化,对其所具有的能量性质进行研究。我们研究了六氮取代金刚烷的亚硝氨取代物,利用对其爆炸参数进行了计算,爆炸压强,爆炸速度,密度,生成热,同时也研究了化合物的密立根键级和键长。对比爆压爆速和密度,我们可以得出结论,在亚硝胺基团超过三个时,化合物可以具有较好的爆炸性能。所有十种化合物的生成热均为较大正值,生成热反映了化合物能够储藏更多的能量,可以在爆炸时释放更多的能量。考虑到化合物和化学键的稳定性,我们对密立根键级和键长的变化规律进行了研究,得出结论,N-N键是最先断裂的化学键,也是影响该研究化合物稳定性的最重要的化学键,密立根键级越大,则化合物越稳定,键长越短化合物越稳定。同时考察稳定性因素和爆炸性能参数,我们基本可以确定四元取代,五元取代和六元取代化合物具有较好的爆炸性能。
其他文献
<正>3月26日,第二十三届中国国际广播电视信息网络展览会(CCBN2015)在中国国际展览中心隆重开幕。国家新闻出版广电总局广播电视规划院(下简称"规划院")参加了本届展会。规划
面对国内汽车市场从"爆发性增长"回归到"平稳较快增长"的现状,汽车相关企业将进一步拓展三、四线(以下文中简称"三线")城市的市场,这意味着我国三线城市的汽车美容产业将迎来
目的了解急性肺损伤(ALI)小鼠肺组织中水通道蛋白5(AQP5)的表达变化,探讨半夏提取物(EP)治疗ALI的药理机制,为半夏的临床应用提供理论基础。方法 36只昆明种小鼠随机分成3组,
本文以江苏有线综合运维支撑平台的设计与实现为例,探讨了"三网融合"时代下广电运维工作在企业转型发展过程中的支撑需求,并结合IT支撑现状提出了广电综合运维支撑平台的总体
<正>王耀光教授系天津中医药大学第一附属医院肾病科主任医师,博士研究生导师。从事中医临床、教学及科研工作数十年,不仅在肾病治疗方面形成了自己独到的见解,对于各种疑难
消费者反悔权是指消费者在商品交易合同履行完毕之后的一定期限内享有单方面撤销原有合同、退还所购商品的权利。赋予消费者反悔权,是消费者主权时代改变网络购物中信息不对
目的:探讨系统化护理干预对乳腺癌患者围手术期癌因性疲乏的影响和效果。方法:选取2011年1月至2014年1月进行乳腺癌治疗的100例患者为研究对象,将其随机分为观察组50例和对照
本文通过概述航拍飞行载具的特征应用动态,分析无人机航拍特点与优劣,尝试为无人机航拍形式应用于气象信息服务领域的可行性提供理论依据。