高热值多面体硼氢化合物十氢十硼酸双四乙基铵的合成、热分解机理及动力学研究

以四氢硼酸四乙基铵为原料,通过热解反应合成了十氢十硼酸双四乙基铵,并采用红外光谱(IR),核磁共振波谱(1H NMR,11B NMR)及元素分析对其结构进行了表征.采用差热-热重(DSC-TG)分析研究了其在氩气及氧气气氛下的热稳定性,发现其在氩气中仅发生热分解反应,放热量较小,而在氧气中则先分解,再发生氧化反应并放出大量的热.采用Kissinger方法及Coat-redfern方程得到其热分解主反应的动力学方程,并进一步通过热裂解原位池-傅里叶变换红外光谱(FTIR)联用技术和同步热分析-红外-质谱(DSC-TGFTIR-MS)联用技术研究了其热分解机理,推测在加热升温过程中,化合物在303.2℃下快速分解,气相产物主要为乙烷与少量氨气及氢气,固相产物为单质硼.

十氢十硼酸双四乙基铵的热行为及其与推进剂主要组分的相容性

用DSC和TG-DTG研究了十氢十硼酸双四乙基铵([(C2H5)4N]2B10H10,BHN)的热行为,并分别用DSC法和真空安定性法考察了BHN与推进剂主要组分六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)、N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)、奥克托今(HMX)、端羟基叠氮聚醚(GAP)、黑索今(RDX)、高氯酸铵(AP)、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮铅(NTO-Pb)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、癸二酸二异辛酯(DOS)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己二酸酮(AD-Cu)、Al粉和Mg粉的相容性。结果表明,BHN的热分解存在一个主放热峰,10℃.min-1时的分解峰温为305.8℃,其与CL-20、HMX、GAP、RDX、AP、NTO-Pb、HTPB、DOS、IPDI、AD-Cu、Al粉和Mg粉等均相容,可与上述材料混合应用于火炸药的制备,但与TDI混合有中等反应现象。

尿素-富马酸根-水分子为主体晶格的四乙基铵离子包合物的合成与晶体结构

合成一种新的尿素 -阴离子复合主体晶格包合物 ,( C2 H5) 4N+[C4H2 O2 - 4 ]1 / 2 · CO( NH2 ) 2 · H2 O,并进行了 X射线晶体结构分析 .晶体为单斜晶系 ,C2 / c( No.1 5 )空间群 ,a=1 .790 9( 5 ) nm,b=1 .4 431 ( 4 ) nm,c=1 .4 443( 3) nm,β=1 2 6 .76 ( 2 )°,V=2 .990 5 ( 1 3) nm3 ,Z=4 ,R1 =0 .0 6 4 7,w R=0 .0 735 .包合物中 ,两个尿素分子通过一对 N— H… O氢键以通常的“肩并肩”方式连接起来 ,形成一个二聚体 .这些二聚体沿 c轴方向依次排列 ,每两个相邻二聚体间生成的氢键将它们连接成一个沿 ( 0 0 1 )方向延伸的锯齿形扭带 .由 c滑移面相关连的富马酸阴离子以水分子为桥 ,由 O( W)— H… O氢键连成一条宽带 ,沿 c轴方向延伸 .这些富马酸根 -水分子复合氢键宽带与尿素纽带交替平行排列 ,由此形成了一个平行于 ac面的氢键层 .四乙基铵离子层填充在 b=1 / 4和 b=3/ 4处的主体晶格的层间空隙处 ,构成“三明治”式夹层结构的包合物 .

尿素氯化四乙基铵氢键包合物结构的理论研究

选择一种典型的氢键包合物———尿素氯化四乙基铵 [(C2 H5) 4N+ Cl-·2 (NH2 ) 2 CO],利用半经验的AM1MO方法 ,计算了它的结构 ,并对其自组装过程的分子间弱相互作用进行了分析 .结果表明 ,自组装的本质 ,除主体分子间的氢键和主客体分子间的电荷作用外 ,主客体分子间还存在其它弱的相互作用 ,使体系具有明显的稳定化效应 .

氯化四乙基铵及维拉帕米对家兔缺血心肌不应期的影响

实验比较了K^+通道阻断剂氯化四乙基铵(TEA)及Ca^(2+)通道阻断剂维拉帕米(verapamil,Ver)对家兔缺血性心室肌不应期(ERP)的影响。结果表明,阻断冠脉10min及30min后,缺血中心区(CIZ)和缺血边缘区(BIZ)心肌ERP比缺血前均明显缩短,而TEA和Ver均能延长急性缺血性心肌的ERP,可能对心肌缺血引起的心律失常有预防作用。

氢氧化四乙基铵对Hβ沸石脱硅过程的影响

采用NaOH溶液对Hβ沸石进行脱硅处理,制备了一系列不同硅铝比的脱硅Hβ沸石,考察了模板剂氧氧化四乙基铵(TEAOH)对脱硅过程的影响及脱硅Hβ沸石在甲苯与叔丁醇烷基化反应中的催化性能。采用ICP、XRD、NH_3-TPD、FTIR、N_2吸附和^(29)Si MAS NMR等手段对脱硅Hβ沸石进行了表征。表征结果显示,脱硅Hβ沸石存在部分介孔结构;TEAOH的存在能有效保护Hβ沸石的骨架结构,提高Hβ沸石晶体的结晶度。当c(NaOH)=0.03 mol/L时,对含TEAOH的Hβ沸石进行处理制备的Hβ0(0.03)沸石的酸量最大,催化活性最高。以Hβ0(0.03)沸石为催化剂,在反应温度180℃、反应时间4h、n(甲苯):n(叔丁醇):n(正己烷)=1:3:10、m(甲苯):m(催化剂)=8时,甲苯转化率为65.7%,叔丁基甲苯选择性为98.4%,对叔丁基甲苯选择性为75.8%。

添加剂四氟硼酸四乙基铵对石墨负极界面性能的影响

采用恒流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)测试方法研究四氟硼酸四乙基铵(Et4NBF4)作为锂离子电池电解液添加剂对石墨负极材料界面性质的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对固体电解质界面膜(SEI)的成分变化进行分析。结果表明:添加剂Et4NBF4参与了SEI膜的形成,提高了人造石墨(AG)/Li半电池充电容量和后续的循环效率,但是降低了首次充放电效率;首次放电过程中1.0～0.5 V是SEI膜形成和生长的电位区间,而0.5 V以下SEI膜进行不断的修复;添加少量Et4NBF4降低了SEI膜阻抗,提高了电解液与石墨负极的相容性。

四乙基铵阳离子在微液/液界面上转移的研究

用循环伏安法对简单离子四乙基铵阳离子 (TEA+ )转移进行了研究。结果表明 :TEA+ 随微玻管内径减小 (小于 3μm) ,电流逐渐呈现拟稳态。随TEA+ 浓度减小 ,ip 值也减小。峰电流与扫描速度的平方根成正比 ,并且符合Randles Sevcik关系。同时讨论了微液 液界面TEA+

四氟硼酸四乙基铵对超级电容电池性能的影响

研究了四氟硼酸四乙基铵(Et4,NBF4)添加到LiPF6基电解液(碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(质量比为1∶1∶1)对(LiMn2O4+活性炭(AC))/Li4Ti5O12超级电容电池电化学性能的影响.线性扫描(LSV)、循环伏安(CV)及电池充放电等测试结果表明:Et4NBF4盐改变了复合电解液中离子对的结构,提高了复合电解液的高电压稳定性和电导率.在实验条件下,随着复合盐电解液中Et4NBF4含量的增加,电池放电容量也增加,含有Et4NBF4与LiPF6物质的量的比为4∶1的电解液的电池电化学性能最好,在4C倍率下循环5,000周后,容量还有86.8,mA·h,保持率为95.8%.

双硫脲-水为主体晶格的四乙基铵包合物的晶体结构及计算

通过单晶X射线衍射法表征了双硫脲-水为主体晶格的四乙基铵包合物(2[C_2H_6N_4S_2]^-·2[(C_2H_5)_4N]^+·H_2O)的晶体结构,并对双硫脲分子和相应阴离子的空间构型进行了理论计算.结果表明,该包合物属单斜晶系,P2_1/n空间群,晶胞参数a=1.2002(61)nm,b=1.6676(61)nm,c=1.6031(11)nm,β=103.5770(10)°,Z=4,V=3.1192(5)nm^3,R_1=0.0650.包合物中的双硫脲阴离子之间借助多个N-H…S氢键形成二维阴离子氢键主体层,该主体层借助水分子与双硫脲之间存在的O-H…N氢键得以进一步加固,而四乙基铵离子则作为抗衡离子填充在层与层之间,形成了典型的"三明治"夹层包合物结构.双硫脲分子和相应阴离子无论是在晶体结构还是理论计算中都呈现出完全不同的空间构型.

十氢十硼酸双四乙基铵在冲击作用下的反应特性

为研究十氢十硼酸双四乙基铵([(C_(2)H_(5))_(4)N]_(2)B_(10)H_(10),BHN‑10)在爆炸冲击作用下的反应特性,采用电爆炸等离子体冲击和炸药爆炸冲击两种方法,对BHN‑10在冲击作用下的反应历程及分解产物进行了研究。结果表明,BHN‑10在电爆炸等离子体冲击下的气体分解产物为碳烷烃、烯烃、炔烃等有机可燃气体。BHN‑10对于炸药爆炸冲击作用具有较好的安定性,25 GPa以上炸药爆炸冲击波无法使BHN‑10燃料发生分解,爆炸热作用是BHN‑10发生反应的主要因素。BHN‑10在炸药爆炸冲击下,8 ms后发生燃烧反应,燃烧反应从中心位置出现,持续时间达到200 ms以上。HMX与BHN‑10的混合物,在爆炸冲击作用下火球的扩散速度加快,燃烧时间与BHN‑10燃料相当。

四乙基铵碳酸氢盐水主-客体加合物的晶体结构研究

合成了 (C2 H5) 4N+ HCO- 3·H2 O加合物并用X射线单晶衍射解析了其晶体结构 .晶体属单斜晶系 ,P2 1/n空间群 ,a =0 .8186 (1)nm ,b =1.5 330 (3)nm ,c =0 .95 6 2 (3)nm ,β =97.82 (2 )° ,Z =4 ,V =1.1888(5 )nm3,Mr=2 0 9.2 8,ρc=1.16 9g·cm- 3,μ(MοKα) =0 .0 90mm- 1,F(0 0 0 ) =4 6 4,对 1837个独立衍射点的最终偏离因子R =0 .0 4 86 .每个不对称单位由 1个碳酸氢根离子、1个水分子与 1个四乙基铵阳离子组成 .阴离子和水分子之间通过氢键连成皱折纽带 。

十氢十硼酸双四乙基铵与卤化芳香性氮杂环铵盐的反应

十氢十硼酸根阴离子(B_(10)H_(10)^(2-)),是具有从硼原子为顶点的等边三角面组成的高度对称的十六面体笼形结构的硼氢阴离子,它的盐类大都具有优良的热安定性和化学稳定性。先前。

十二氢十二硼酸双四乙基铵的点火与燃烧特性

为了探索十二氢十二硼酸双四乙基铵(Et 4N)2B 12 H 12的点火与燃烧特性,采用激光点火实验测定了当量直径为1.11 mm试样的点火与燃烧参数,同时采用热重-质谱联用技术测定了材料在氮气和空气气氛中的热解行为,探究了其燃烧过程机制。结果表明,十二氢十二硼酸双四乙基铵具有较高的热稳定性,在氮气及空气中加热至300℃以上发生裂解,在裂解过程中材料会同步氧化,加热至约650℃时材料强烈氧化增重;该材料的点火燃烧性能较好,激光点火能量密度为4.72×10^6 W/m 2时其点火延迟时间为45.8 ms,总燃烧时长为2.467 s,燃烧过程中样品表面温度在1600~1800℃;结合热解行为推断其在燃烧过程中不仅释放出H 2,同时发生骨架裂解释放出碳氢燃气,碳氢燃气燃烧可导致燃烧过程中出现明显的烟气痕迹。

十氢十硼酸双四乙基铵热分解特性及其动力学参数

为了解十氢十硼酸双四乙基铵(BHN-10)热分解特性及反应动力学,采用同步热分析-红外质谱联用技术(TG-DSC-MS-FTIR)及热裂解原位池-傅里叶变换红外光谱联用技术(FTIR)对BHN-10热分解过程中间产物和最终产物进行分析;使用Kissinger和Ozawa方法计算两个热分解阶段的动力学参数,并利用Coats-Redfern法拟合得到反应动力学方程。结果表明,BHN-10热分解第一阶段和第二阶段的活化能分别为150.9 kJ/mol和161.7 kJ/mol;第一阶段受随机成核和核增长机理控制,第二阶段遵从幂级数法则(Mampel power);两阶段的动力学机理函数分别为G(α)=[-ln(1-α)]1/3(n=3)和G(α)=α1/4;BHN-10热分解反应第一阶段质量损失2.9%,与理论脱氢质量损失相一致,此阶段发生B10H2-10的脱氢产生氢气和非晶态硼的过程,在热分解第一阶段会生成熔融分解型的中间产物四乙基铵阳离子;第二步反应质量损失39.4%,接近第二阶段气体质量损失的计算值43.4%,是四乙基铵阳离子上的质子转移并通过Hoffman消除反应生成乙烯和Et3N,Et3N进一步分解为C 2H 6、NH3、H2和碳单质。

十二氢十二硼酸双四乙基铵对铝粉燃烧反应机理的影响

为了探究固体硼氢燃料对铝粉燃烧反应机理的影响,采用同步热分析‐红外质谱联用技术及热裂解原位池‐傅里叶变换红外光谱联用技术,对十二氢十二硼酸双四乙基铵(BHN‐12)的热分解反应机理及反应动力学进行研究。在此基础上,结合数值模拟建立BHN‐12在爆炸流场中对铝粉燃烧反应影响的模型,探究硼氢燃料在流场中的反应时间、分散特性以及对铝粉的助燃效应。结果表明,BHN‐12热分解开始温度约314℃,结束温度约360℃。分解过程中出现三个放热峰和两个吸热峰,总质量损失范围为32.3%~33.9%。分解过程遵从幂级数法则(Mampel power),动力学机理函数为G(α)=α1/2。分解后的气体产物主要为H2、C2H4、C2H6和NH3,固体产物为非晶态的C和B单质。采用组分运输模型可较好地模拟Al/BHN‐12体系的后燃烧反应过程,在该过程中,Al燃料的分散速度比BHN‐12粒子的分散速度慢,20 ms时,Al燃料的分散半径约2.5 m,BHN‐12的分散半径约3 m。在反应初期2 ms时,无分解气体产物出现;大约4 ms时,开始出现气体产物,反应火球中部的温度约为1800℃,BHN‐12可提升体系的后燃反应温度约300℃。

十氢十硼酸双四乙基铵在冲击作用下的安定性

为了探究高能燃料在强冲击环境下的安定性,还原了燃料实际使用环境,采用爆炸冲击和电爆轰冲击,对十氢十硼酸双四乙基铵(BHN-10)在冲击效应下的安定性以及分解气相和固相产物进行了研究;在BHN-10中加入HMX,考察其对燃料分解效率的影响。结果表明,BHN-10对于单一的炸药爆轰产生的冲击作用具有较好的安定性,1.0 GPa量级的冲击波不能够促使BHN-10发生分解;BHN-10在电爆轰冲击下的安定性较低,等离子体电爆轰方法产生的冲击和热的共同作用可以促进BHN-10分解为三乙胺、腈类、碳烷烃、烯烃、炔烃等高热值的有机可燃气体;加入HMX后,气体产物的碳链长度除三乙胺外均不超过4个碳原子,长度明显变短;HMX的加入可以大幅提高BHN-10燃料的分解效率,生成更高比例的低碳链易燃气体;在N 2气氛下,其固相分解产物为C 60以及正交晶型的B 12 H 16;在空气气氛下,其固相产物为C 60、B 12 H 16、B 2O 3以及硼酸;将HMX与BHN-10燃料混合后,电爆轰冲击固体产物主要以非晶态的C和B形式存在。

整体柱和填充柱离子对色谱-间接紫外检测法分析四乙基铵根离子

建立了整体柱离子对色谱-间接紫外检测和填充柱离子对色谱-间接紫外检测分析四乙基铵根离子的两种方法。用反相整体柱和反相填充柱,以咪唑离子液体-离子对试剂-有机溶剂为流动相,研究了背景紫外吸收试剂、检测波长、离子对试剂、有机溶剂、柱温和流速对测定四乙基铵根离子的影响,比较了两种色谱柱的差异,并讨论了保留规律。在优化的实验条件下,两种方法测定四乙基铵根离子的保留时间分别是2.40和3.02 min;检出限分别是0.04和0.07 mg/L;峰面积的相对标准偏差分别是0.16%和0.11%;保留时间的相对标准偏差分别是0.02%和0.01%。将这两种方法用于分析实验室合成的溴化四乙基铵离子液体,加标回收率分别为98.2%和99.1%。两种方法均能满足四乙基铵根离子测定的需要。

十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝复合物的制备及其性能

为了改善硼氢燃料的能量输出特性,提高其作为推进剂及火炸药添加剂的燃烧效率,使用溶剂-非溶剂法制备了十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝含能复合物,并对其表面形貌、比表面积、热性能及气体分解产物进行了研究。结果表明,使用溶剂-非溶剂方法可制备具有良好分散性的十氢十硼酸双四乙基铵/纳米铝复合物,并能极大的减少纳米铝的团聚。复合物的比表面积为7.06 m^2/g,远大于混合物的0.20 m^2/g。BHN-10/纳米铝复合物在分解过程中可形成一种熔融分解型的中间产物,分解过程分为两个阶段,两阶段的分解温度分别为285.1℃和304.4℃,在形成BHN-10/纳米铝复合物后分解温度提前,第一分解放热峰提前到262.0℃,第二分解放热峰提前到298.8℃。分解气体产物主要为乙烯、乙烷、氨气和氢气等具有高热值的可燃性小分子气体。

钾通道阻滞剂四乙基铵敏感性钾电流在肺高压大鼠肺动脉平滑肌细胞中的变化

目的研究大鼠肺动脉平滑肌细胞(pulmonary arterial smooth muscle cells,PASMCs)中电压依赖性钾通道(voltagedepending potassium channel,K_V)电流在肺高压(pulmonary hypertension,PH)中的变化,及钾通道阻滞剂四乙基铵(tetraethylammonium,TEA)对K_V电流的影响。方法采用全细胞膜片钳技术记录PASMCs的K_V电流,观察PH大鼠中K_V电流的变化,以及TEA对K_V的影响。结果野百合碱(monocrotaline,MCT)、慢性低氧(chronic hypoxia,CH)明显减小了大鼠PASMCs上记录到的K_V电流密度;TEA干预能够明显降低正常和PH大鼠PASMCs的K_V电流,并且TEA对K_V电流的抑制作用在PH大鼠中明显减小。结论在CH、MCT诱导的两种PH大鼠模型中,PASMCs的K_V开放程度被明显抑制,而且其对应的TEA敏感性K_V电流明显减小。