[发明专利]含能碱土金属-有机框及其制备方法

说明书

本发明公开了一种化学式为[Ca(HBTT)(H₂O)]_n和[Sr(HBTT)₂(H₂O)₉]_n的含能碱土金属‑有机框及其制备方法。本发明利用该优异的高氮含能分子4,5‑二四唑三唑作为含能配体，以未见报道的碱土金属离子Ca(II)、Sr(II)作为配位中心，采用简单绿色的方法成功制备了碱土金属及4,5‑二四唑三唑的两例含能碱土金属‑有机框架[Ca(HBTT)(H₂O)]_n及[Sr(HBTT)₂(H₂O)₉]_n，该两例化合物具有良好的安全性和爆轰性能，可作为炸药、火药以及推进剂的组成成份，在高能钝感弹药中具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及含能材料领域，具体涉及一种化学式为[Ca(HBTT)(H₂O)]_n和[Sr(HBTT)₂(H₂O)₉]_n的含能碱土金属-有机框及其制备方法。

背景技术

含能金属-有机框架(EMOFs)是近年来发展起来的具有强烈爆炸功能的一类配位聚合物，EMOFs相比普通单质炸药具有“有机”与“无机”的双重优势，含能有机分子与金属无机原子的配位杂化在空间上可以表现为1D、2D或者3D的形式；有序构造的高维度结构决定了这些材料理想的物理性质——高密度及良好的机械性能，和稳定的化学性质——热稳定性好、高能量输出及低感度；这可能为新型含能材料的开发提供全新的方向。此类化合物是目前研究高能、可靠、安全、环保型含能材料的一个重要方向，在炸药、推进剂及烟火剂等领域有着广泛的应用前景。目前报道的成系列的含能金属-有机框架相对较少，尤其是顿感高能的系列EMOFs化合物更为少见。

唑类化合物分子中包含大量N—N、C—N等高能化学键，具有高氮低碳氢、高能量高密度的特点，化合物具有更高的正生成焓。2016年德国慕尼黑大学Thomas M.等人整理报道了4,5-二四唑三唑(4,5-Bis(1H-tetrazol-5-yl)-2H-1,2,3-triazole，H₃BTT)的相关离子盐及衍生物的能量性质，实验表明H₃BTT含氮量高达75.1％、密度1.69g·cm^-3、爆速8.36kms^-1、爆压24.8GPa；实测其撞击感度(BAM)2J，摩擦感度(BAM)240N，表明其摩擦感度远低于RDX。鉴于此，本发明利用该优异的高氮含能分子作为含能配体，以未见报道的碱土金属离子Ca(II)、Sr(II)作为配位中心，采用简单绿色的方法成功制备了碱土金属及4,5-二四唑三唑的两例含能碱土金属-有机框架[Ca(HBTT)(H₂O)]_n及[Sr(HBTT)₂(H₂O)₉]_n，该两例化合物具有良好的安全性和爆轰性能，可作为炸药、火药以及推进剂的组成成份，在高能钝感弹药中具有较好的应用前景。目前，关于碱土金属(Ca，Sr)及4,5-二四唑三唑(H₃BTT)的两例含能碱土金属-有机框架无公开文献报道。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种化学式为[Ca(HBTT)(H₂O)]_n和[Sr(HBTT)₂(H₂O)₉]_n的含能碱土金属-有机框及其制备方法。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：