[发明专利]全氮高能化合物在催化高氯酸铵热分解中的用途

说明书

本发明公开了一种全氮高能化合物在催化高氯酸铵热分解中的用途，所述的全氮高能化合物为Co(N₅)₂或Zn(N₅)₂。本发明将全氮高能化合物与高氯酸铵按一定的比例进行物理研磨混合，实现固体推进剂的燃速提升。全氮高能化合物对高氯酸铵的分解有着明显的催化效果，能够大大的降低高氯酸铵的热分解温度，并且在高氯酸铵中加入不同比例的全氮高能化合物能够实现对其分解温度的可控性，从而提高高氯酸铵的燃烧性能。

技术领域

本发明属于含能材料领域，具体涉及一种全氮高能化合物在催化高氯酸铵热分解中的用途。

背景技术

高氯酸铵（AP）作为一种氧化剂被广泛用于固体复合推进剂，并且推进剂的燃烧与高氯酸铵（AP）的热行为也有着密切的关系。因此，在过去的几十年中，大量的研究工作都集中在AP的热性质以及分解机制上。研究发现，AP的热分解包括三个阶段，第一阶段是240℃左右的吸热峰，与晶型转变有关；第二阶段是低温分解阶段（LTD），该过程是由于NH₄ClO₄分解成NH₃和HClO₄导致的放热；第三阶段是由于HClO₄的分解放热导致的高温分解阶段（HTD）。而催化剂在AP的热性能和分解机理中则起着重要的作用，例如纳米金属以及金属氧化物可以提高AP的热分解，从而能够改善固体推进剂的燃烧性能。这些催化能力通常是因为纳米金属和金属氧化物有着较小的粒径和较高的比表面积，从而影响到AP的HTD阶段的电荷转移过程或者电子转移过程，但其实际机理并未得到肯定的结论。然而由于这些金属本身并不含能，添加的催化剂在推进剂中的重量比也较高，往往会对推进剂的能量性能产生负面影响。

高能燃烧催化剂的发展伴随着新型高能材料的出现。近年来，金属离子与含能有机分子的配位引起了人们的广泛关注。例如三氨基胍金属盐能够对AP产生一定的催化作用，并且提高放热量；1,1’-二羟基-5,5’-四唑的金属盐也可以改变AP的热分解机理，提高其燃烧催化性能。近年来，全氮阴离子盐的发现在含能材料的领域中引起了巨大的轰动，而对于全氮化合物对高氯酸铵的热分解催化作用却从未见报道。

发明内容

本发明的目的是在与提供一种全氮高能化合物在催化高氯酸铵热分解中的用途。该全氮高能化合物能够促进AP的热分解，提高AP分解的放热量，控制AP的热分解温度，从而提高AP推进剂的燃烧性能。

实现本发明目的的技术解决方案是：全氮高能化合物在催化高氯酸铵热分解中的用途，所述的全氮高能化合物为Co(N₅)₂或Zn(N₅)₂。

较佳的，全氮高能化合物Co(N₅)₂通过如下步骤制备：将硝酸钴溶液滴入五唑钠溶液中，所得混合溶液放置恒温恒湿培养箱中静置，待溶剂挥发完全后，得到全氮高能化合物，其中培养箱中的温度为20℃，湿度为10%。

具体的，硝酸钴溶液通过将硝酸钴溶于去离子水中，再加入乙醇后得到，其中，水和无水乙醇的体积比为2:8或1:9。

具体的，五唑钠溶液通过将五唑钠溶于去离子水中，再加入乙醇后得到，其中，水和无水乙醇的体积比为2:8或1:9。

较佳的，全氮高能化合物Zn(N₅)₂通过如下步骤制备：将硝酸锌溶液滴入五唑钠溶液中，所得混合溶液放置恒温恒湿培养箱中静置，待溶剂挥发完全后，得到全氮高能化合物，其中培养箱中的温度为20℃，湿度为10%。

具体的，硝酸锌溶液通过将硝酸锌溶于去离子水中，再加入乙醇后得到，其中，水和无水乙醇的体积比为2:8或1:9。

具体的，五唑钠溶液通过将五唑钠溶于去离子水中，再加入乙醇后得到，其中，水和无水乙醇的体积比为2:8或1:9。