自燃型离子液体点火燃烧机制研究进展
2020-05-13孙常庚唐韶坤
含能材料 2020年5期
关键词:研究
孙常庚,唐韶坤,2
(1.天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室,天津 300072;2.天津化学化工协同创新中心,天津 300072)
1 引言
推进剂是能够通过燃烧释放能量并产生大量气体的含能材料,主要用于为火箭或导弹提供动力。双组元推进剂由液体氧化剂和液体燃料所组成[1],它们在燃烧前分开贮备,燃烧时将两种液体分别注入火箭发动机的燃烧室中,接触并发生化学反应,释放足够的热量,使燃料自发点燃,不需要额外的点火源[2-3]。自燃型燃料用作推进剂最初的发展高潮是二战时期,传统的推进剂燃料主要以肼及其衍生物为主,这类物质具有剧毒、易燃易爆、污染环境等缺点,在生产、运输、加注、发射等过程中容易泄漏,引起人员中毒以及爆炸着火等事故[4]。近年来,随着人们对环境与健康问题的日益重视,寻求性能优异且具有环境友好和良好安全性的推进剂燃料成为当前各国的研究热点。
含能材料与离子液体的交叉孕育了一种新型含能材料的概念,即含能离子液体(Energetic ionic liquids,EILs)[5]。它们具有离子液体的大多数特性,而且拥有特定的含能基团,具有较高的能量密度,同时具有较高的稳定性。2008 年,Schneider 等[6]合成了几种阳离子为咪唑、阴离子为二氰胺([DCA])的含能离子液体,发现它们与白色发烟硝酸(White fume nitric acid,WFNA)接触后可以自发点火,这一发现开辟了含能离子液体作为自燃型推进剂燃料的新应用。在随后不断的研究中,这种与氧化剂接触能自燃的含能离子液体逐渐被归为新的一类,称为自燃型离子液体(Hypergolic ionic liquids,HILs)。……
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