高密度的N-N-桥 Dinitramino Bistriazole-based 3D 金属有机框架与平衡的优秀的能量性能
Richa Rajak1, Navaneet Kumar1, Vikas D Ghule2
1Energetic Materials Laboratory, Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Kanpur, Kanpur 208016, Uttar Pradesh, India.
ACS applied materials & interfaces
|April 10, 2024
概括
化学家们使用dinitramino连接体开发了新的能量金属有机框架 (E-MOFs). 这些材料具有高能量密度和热稳定性,性能优于RDX和HMX等传统爆炸物.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学 化学 化学
- 能量材料 能量材料
背景情况:
- 开发具有安全性和性能平衡的高能耗材料是一个重大挑战.
- 从能量联体和金属合成的高能金属有机框架 (E-MOF) 显示出对高能应用的前景.
- 自组装战略为新型高能材料提供了一条途径,这些材料具有更高的密度,稳定性和降低的灵敏度.
研究的目的:
- 综合和描述新的,对环境无害的能量金属有机框架 (E-MOFs).
- 评估新合成的E-MOFs的热稳定性,灵敏度和爆炸性能.
- 探索这些基于dinitramino的E-MOF作为下一代能量材料的潜力.
主要方法:
- 合成两种新的E-MOF,K-MOF和Na-MOF,使用H2BDNBT连接体和金属.
- 使用包括NMR,IR,TGA-DSC,ICP-MS,PXRD,元素分析和SCXRD在内的技术进行表征.
- 评价爆炸特性 (VOD,DP),形成热量,机械灵敏度 (冲击,摩擦) 和热分解.
主要成果:
- Na-MOF和K-MOF表现出无溶剂的3D密集框架,具有高晶体密度 (2.16和2.14g cm−3).
- 这两种E-MOF都显示出高爆炸速度 (8557-9724 m/s) 和高压力 (30.41-36.97 GPa),形成的热量为正值.
- 特殊的热稳定性,分解温度超过传统爆炸物 (RDX,HMX,CL-20),对机械刺激不敏感.
结论:
- 合成的基于丁胺基的E-MOFs代表了一种新型的高度稳定的二级爆炸物.
- Na-MOF具有优越的爆炸速度,使其成为取代当前高能量密度材料的潜在候选者.
- 增强的稳定性归因于强大的框架结构和连接体和金属离子之间的强相互作用,为先进的高能材料铺平了道路.
