[发明专利]3,5-二硝基-2′,4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一类3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物及其制备方法。该含能配合物可作为双基系推进剂的燃烧催化剂。 

技术背景

双基推进剂和改性双基推进剂是火箭和导弹所用的一类高能燃料。但是双基系推进剂的缺点是燃速较低、压强指数较高，需要加入燃烧催化剂来调节。双基系推进剂中使用的燃烧催化剂主要是铅化合物，铅化合物的加入，不仅能提高推进剂燃速和降低压力指数，而且可产生“平台”或“麦撒”燃烧特性。人们研究发现，有机铅盐、铅的有机配合物等的催化效果远比铅的氧化物好，尤其是有机铅盐、有机铜盐与碳黑复配成的三元复合催化剂体系的催化性能更加优良。例如β-雷索辛酸铅盐就是一种常用的双基推进剂的燃烧催化剂。然而，随着导弹技术的不断发展，目前使用的燃烧催化剂已不能满足发展新型固体推进剂的要求，需要开发高效的新型燃烧催化剂，来满足发展新型固体推进剂的需要。 

双基系推进剂作为一类火箭和导弹的动力源，提高其能量是一很重要的目标。然而，惰性催化剂的使用虽然改善了固体推进剂燃烧性能，却降低了其能量。因此，探索和研发含能的燃烧催化剂成为发展新型固体推进剂中的一个重要的新课题。含能燃烧催化剂的特点是催化剂本身含有能量，可通过催化剂分子中引进含能基团或由含能组分组成复合催化剂等方法来实现。该类催化剂的应用，可以解决由于使用惰性催化剂带来的推进剂配方能量降低的问题，尤其 适合在低特征信号推进剂中使用。近年来，含能催化剂的研究和应用在国内外受到广泛重视。 

3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮是一种新型紫外光吸收剂，含有两个硝基、两个羟基和一个羰基，是含有多配位基的螯合剂，可与金属离子形成螯合物。采用3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮为配体，与Cu²⁺、Pb²⁺等金属离子形成含能配合物。该类配合物作为燃烧催化剂有如下几个特点：(1)由于分子中两个苯环上含有两个硝基和两个羟基，硝基与苯环形成π-π共轭，羟基氧原子上的孤电子对可与苯环形成p-π共轭，从而扩大了共轭体系，可提高配体与金属离子之间的电子流动性，可促进催化剂在催化反应中的氧化-还原反应，因此有利于催化效率的提高；(2)该催化剂分子具有很强的吸收紫外光的能力，能吸收推进剂燃烧时辐射的紫外光，通过这种能量“反馈”作用，也可促进配体与金属离子之间的电子流动；(3)分子中含有两个含能基团-硝基，该催化剂属于含能催化剂，可增加推进剂的能量；(4)推进剂燃烧是贫氧环境，催化剂分子中含有的七个氧原子，可提供较多的氧原子，有利于促进燃烧。因此，开发3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物可为固体推进剂提供新型的含能燃烧催化剂。 

发明内容

本发明的目的是提供一种用作双基系推进剂的燃烧催化剂的3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物。 

本发明的另一个目的是提供3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物的制备方法。 

本发明提供的3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮含能配合物，其特征为：该配合物的分子组成为M(C₁₃H₇N₂O₇)·mH₂O  (I)， 

其中，(I)式中M为Cu²⁺或Pb²⁺， 

C₁₃H₇N₂O₇为3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的阴离子， 

m为0～3的整数或小数。 

本发明的3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物的制备方法，按以下步骤进行：(1)将可溶性铜盐或可溶性铅盐溶解于去离子水中配成溶液；(2)将3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮用NaOH溶液溶解，控制溶液pH值在9～10，然后在搅拌下加入可溶性铜盐或可溶性铅盐溶液，混合均匀；(3)在60～100℃恒温搅拌反应1～3h，然后冷却、静置；(4)将沉淀洗涤、过滤、干燥即可制得3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物。 

所述的所用可溶性铜盐为：硝酸铜、醋酸铜。 

所述的所用可溶性铅盐为：硝酸铅、醋酸铅。 

本发明3，5-二硝基-2′，4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物作为燃烧催化剂对双基系固体推进剂的燃烧具有优良的催化效果，能显著提高推进剂的燃速，降低压强指数。 

附图说明