张至斌, 杨 婷, 尹 磊, 殷 昕, 张建国

(1. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081; 2. 北京动力机械研究所, 北京 100074)

1 引 言

设计合成新型高能量、高安全性的环境友好型含能化合物一直是含能材料工作者的研究重点[1-3]。高氮四唑类化合物由于结构中含有大量的N—N和C—N键,具有较高的生成焓,且其独特的芳香结构五元杂环中C、N原子均采用sp2杂化,形成离域大π键,使之形成共轭体系,提高了化合物的热稳定性,降低了其机械感度[4-6]。同时四唑类化合物普遍N含量较高,C、H含量较低,改善了氧平衡,使其具有较大的产气量,且其分解产物主要为N2,对环境无污染,在构筑新型高能量密度化合物方面具有广阔前景[7-9]。Klapötke等在2012年基于Tselinskii等[10]的合成方法制备了1,1′-二羟基-5,5′-联四唑(BTO),并制备出了高能钝感的5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵盐(TKX-50),有望作为RDX的取代物应用在军事领域[11]。2013年Klapötke等[12]又报道了BTO部分碱金属盐与碱土金属盐的合成、晶体结构及在烟火药领域的应用等研究。毕福强[13]也于2015年对部分碱金属盐溶解度等相关性能进行报道,其中钾盐可以作为潜在的消焰剂应用,同时钾盐可以作为新型火工药剂应用在起爆药领域。此外,作为碱金属元素,铷的化学活泼性高于钾,1,1′-二羟基-5,5′-联四唑铷盐(BTORb)在起爆药和烟火药等含能材料领域也有应用前景,而其合成、晶体结构及性能则未见报道,同时对其在应用方面的探索也相应缺乏。

基于此,本研究以1,1′-二羟基-5,5′-联四唑(BTO)为起始物质,合成未见报道的新型含能材料——1,1′-二羟基-5,5′-联四唑铷(BTORb)并表征,首次培养获得BTORb的单晶,并利用X-射线单晶衍射仪对其晶体结构进行测定。……