三维含能金属有机骨架的合成及其性能调控

张计传杜耀董凯苏辉张绍文李生华庞思平 · 2016

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金属有机骨架

含能材料

合成

性能调节

会议名称：

中国化学会第30届学术年会

会议时间：

2016-07-01 00:00:01

会议地点：

中国辽宁大连

摘要：

金属有机框架材料(MOFs)在吸附、分离、储氢和药物传输等领域得到广泛研究。传统MOFs的结构设计一般追求高比表面积、低密度、高孔隙率,而含能化合物追求高能量密度、高稳定性等。为了解决此问题,我们以多氮有机骨架、含能阴离子等为结构单元提高化合物密度,利用π-π堆积结构提高稳定性,在国际上首次设计合成了一类具有三维结构的含能金属有机骨架化合物(例如,MOF(Cu)),这种材料显示出高热稳定性、高爆热、低感度等特点。在此基础上,我们又以MOF(Cu)为反应底物与富氧含能的二硝酰胺阴离子(N(NO_2)_2~-)发生阴离子交换,通过改变MOF(Cu)和二硝酰阴离子的原料配比,调节含能3D MOFs化合物孔道中阴离子交换的个数,实现对其性能精确而有效地调控。相对于传统调控含能化合物性能的方法,该方法具有简单、方便、反应条件温和、后处理简单且能够更加精确而有效地调控含能3D MOFs化合物的性能等优点。并且,通过含能3D MOFs化合物包覆亚稳态二硝酰阴离子,对二硝酰阴离子的稳定性也有明显改善,爆轰性能也有明显提高。其中,它的热分解温度达到221℃,是目前分解温度最高的二硝酰胺类化合物。这部分工作将为调控含能化合物性能提供一种新方法,也为亚稳态含能阴离子的稳定、储存和释放提供一种新思路。