[发明专利]一种硼氮杂稠环自燃离子液体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硼氮杂稠环自燃离子液体，硼氮杂稠环自燃离子液体中三个五元环形成π‑π共轭有利于提高自燃离子液体的热稳定性。而且硼氮杂稠环自燃离子液体中阴离子形成共平面的结构有利于多个阴离子之间产生的π‑π堆积，进一步提高自燃离子液体的热稳定性。

技术领域

本发明涉及航天推进剂及含能材料领域，尤其涉及的是一种硼氮杂稠环自燃离子液体及其制备方法。

背景技术

作为液体火箭发动机的动力源泉，液体火箭推进剂(液体推进剂)是航空航天事业发展的重要保障，在军工和民用领域中都起着举足轻重的作用。液体推进剂是以液体状态进入火箭发动机，经历化学反应和热力学变化，为推进系统提供能量和工质的物质。尤其是自燃液体推进剂，它无需额外点火环节，可简化发动机设计，大幅提高动力设备安全性，在应用中具有明显的优点。

离子液体(Ionic Liquids，ILs)是近年来材料化学领域新兴的一类环境友好功能材料，它主要是指一类由有机阳离子和有机阴离子或无机阴离子构成的有机盐类化合物，熔点通常低于100℃，具有与氧化剂白色发烟硝酸(WFNA)接触后发生点火燃烧性质的离子液体为“自燃离子液体。截至目前为止，已报道了包括二氰胺阴离子、硝基氰胺阴离子、叠氮阴离子、硼烷阴离子等在内的多个系列阴离子衍生的自燃离子液体，其中硼类离子液体因具有良好的燃烧特性、较低的粘度等性能，是近年来自燃离子液体推进剂领域的研究前沿、热点。但已报道的含硼类离子液体主要为硼烷类离子液体，现有的自燃离子液体普遍存在热稳定性较差的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种硼氮杂稠环自燃离子液体及其制备方法，旨在解决现有技术中自燃离子液体的热稳定性差的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种硼氮杂稠环自燃离子液体，其中，所述硼氮杂稠环自燃离子液体的结构通式为：

其中，X₁选自N、CH或CNO₂之一，X₂选自N、CH或CNO₂之一；M^⊕选自咪唑鎓、氢化咪唑鎓、吡咯鎓、氢化吡咯鎓、吡啶鎓或氢化吡啶鎓中的一种或多种。

所述的硼氮杂稠环自燃离子液体，其中，

所述咪唑鎓为：

所述氢化吡咯鎓为：

所述吡啶鎓为：

所述氢化吡啶鎓为：

其中，R₁、R₂为1到18个C的烷基或不饱和烷基。

所述的硼氮杂稠环自燃离子液体，其中，所述硼氮杂稠环自燃离子液体的结构式为：

其中，所述硼氮杂稠环自燃离子液体的分解温度大于220℃。

一种硼氮杂稠环自燃离子液体的制备方法，其中，包括步骤：

分别溶解联多氮唑化合物和硼氢化物得到联多氮唑化合物溶液和硼氢化物溶液；

在惰性气体保护下，在第一温度下搅拌所述联多氮唑化合物溶液，并在滴加所述硼氢化物溶液后，在第二温度下持续搅拌，反应得到硼氮杂稠环阴离子的盐溶液，反应完成后进行淬灭；