奥克托今(HMX)的环境行为及微生物降解

为了深入探究奥克托今(HMX)生产、使用、销毁过程的环境污染与治理问题,分析了HMX在土壤中、地下水中和植物中的迁移转化行为,论述了双电子还原、单电子脱硝和直接环裂解3种HMX微生物降解途径,介绍了HMX胁迫下微生物生理响应机制的研究进展。分析表明利用微生物对HMX污染的土壤和水体进行生物修复是非常有效的,HMX的降解路径及中间代谢产物已较为清楚,目前对HMX有降解能力的菌株以厌氧为主。基于此,指出未来关于微生物降解HMX的3个研究方向:筛选在好氧条件下能高效降解HMX的菌株;使用微生物固定化或添加表面活性剂等生物强化手段增加菌株对HMX的降解效率;从基因组学方面进行微生物降解HMX的机理研究。

纳米级奥克托今超微颗粒制备技术研究

本文利用撞击流法和微乳控制技术成功地制备了纳米粒度的奥克托今 (UFHMX)。实验表明 ,Zeta电位对分散HMX和分离UFHMX起着重要的作用。当HMX的水乳液液流在压力为15 0MPa、撞击速度约 10 0 0m /s的情况下进行超微化处理时 ,可得到粒度分布范围较窄的球形纳米UFHMX颗粒。这时颗粒的有效平均粒径为 184 .4nm ,最小颗粒为 12 .4nm ,最大颗粒为 4 6 5 .7nm ,比表面积为 2 8.4 2m2 / g .

纳米TiO_2光催化降解梯恩梯和奥克托今的研究

采用不同热处理温度自制的纳米二氧化钛粉体为催化剂,在不同反应温度及不同紫外光强度下,对梯恩梯(TNT)和奥克托今(HMX)的降解效率分别进行了研究。研究表明,采用纳米二氧化钛-紫外光体系降解TNT和HMX比单独紫外光作用更优异,降解率更高,分别达到93.46%和94.12%,490℃热处理得到的锐钛矿相二氧化钛降解效果最好。在常温范围内升高反应温度和增大紫外光强度均有利于降解率的提高。动力学研究表明,该降解反应机理符合Langmuir-Hinshelwood模型,同等条件下HMX的降解速率大于TNT。

中性聚合物键合剂与奥克托今的界面作用

为研究中性聚合物键合剂(NPBA)与奥克托今(HMX)键合作用的实质,进行NPBA的分子设计,采用分子动力学模拟方法研究了NPBA与HMX的界面作用。在此基础上,用动态接触角测量仪和表面-界面张力仪测试NPBA与HMX的粘附功和界面张力,在硝酸酯增塑聚醚推进剂中考察了NPBA的应用效果。研究结果表明:3种NPBA与HMX界面分子间存在范德华力和氢键作用力;在NPBA分子上用—COOCH2CH2OH基团取代—COOCH3基团,或增加—CN基团数量,整体上增强了NPBA与HMX晶体的界面作用力,提高了推进剂的强度。

奥克托今结晶工艺对其撞击感度的影响研究

以结晶机理为指导,硝酸为溶剂,水为稀释剂,采用溶剂-非溶剂法重结晶奥克托今,用立式落锤仪测定其撞击感度。通过工艺条件的改变,寻求奥克托今撞击感度与结晶工艺的关系。实验结果表明,奥克托今晶体的撞击感度与其结晶工艺密切相关。实验较佳工艺条件,在(30±1)℃下,用98%的硝酸35 mL溶解5.0 g奥克托今,加水速率为0.67 mL/min,搅拌速率为220 r/min,测其撞击感度,计算的特性落高值为22.91 cm。

AcAn对奥克托今热稳定性的影响研究

1,9-二乙酰氧基-2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂壬烷(AcAn)是奥克托今(HMX)制备过程中产生的一种主要杂质,研究AcAn对HMX热稳定性的影响具有重要意义。基于B3LYP/6-311+G**水平全优化了AcAn的几何结构,得到船式和椅式两种稳定结构;在B3P86/6-31G**水平计算了AcAn中N—NO2键的键离解能(BDE),研究发现,AcAn两端与乙酰氧基相邻的硝胺N—NO2键容易断裂。采用差热分析(DTA)技术研究了AcAn的热分解及其含量对HMX热稳定性的影响,结果表明:HMX和AcAn的相容性差,为4级;HMX安定性最好,AcAn安定性差,AcAn含量为50%时,安定性最差;HMX产品中混有AcAn,使得HMX储存热稳定性变差,使用性能也变差;当AcAn含量高于50%时,HMX产品性能变化最大。根据双等双步法推导AcAn和HMX的最概然机理函数,热分解反应机理函数为化学反应RO(n)机理,积分函数形式为g(a)=1-(1-a)1-n1-n,微分形式为f(a)=(1-a)n,n=2.

奥克托今在丙酮中的热安全性研究

奥克托今(HMX)作为爆速高和耐热性好的炸药被广泛应用,其制备提纯工艺均在丙酮中进行。为研究HMX在丙酮中的热安全性,用差示扫描量热-热重(DSC-TG)同步热分析仪研究HMX的热分解过程。测得升温速率为5,10,15,20℃/min的DSC和热重-微商热重法(TG-DTG)曲线,并得出分解峰温分别为279.8,282.5,284.5和288.8℃。用自行设计的临界爆温测试装置,通过小容量法测定HMX、丙酮以及HMX的丙酮溶液的临界爆炸温度。结果表明,在试验条件下,HMX的丙酮溶液的临界爆炸温度高于纯HMX的临界爆炸温度,说明丙酮抑制了HMX的热分解反应,当HMX溶液质量分数为10%时,临界爆炸温度最高,热安全性最好。

“外嵌内包”微结构的奥克托今/铝复合粒子制备及其应用性能

为改善铝粉在炸药爆轰过程中的动力学条件,采用喷雾包覆法制备奥克托今/铝(HMX/Al)复合粒子,并基于该粒子制备含铝炸药,利用扫描电镜、能谱仪和红外光谱分别对HMX/Al复合粒子形貌、表面元素组成以及化学结构进行表征;通过机械感度、爆热、金属驱动和爆炸罐试验,研究HMX/Al复合粒子基含铝炸药的爆炸性能。结果表明:粒径为13μm、未经酯类物质清洗及无氟橡胶2603(F2603)预包覆的铝粉有利于形成“外嵌内包”的微结构;HMX/Al复合粒子通过非键作用形成复合结构;制备工艺对撞击感度无显著影响,“外嵌内包”微结构可将HMX/Al复合粒子的摩擦感度由88%降低至12%;HMX/Al复合粒子基含铝炸药的爆热、驱动金属飞片的最大速度和后燃最高温度比传统含铝炸药分别提高5.5%、7.3%和6.4%,证明HMX/Al复合粒子可以使铝粉提前参与爆轰反应,提高铝粉反应完全性。

奥克托今的精制新工艺

本文研制的废酸精制法是在醋酐法硝解液稀释后的水解液中 ,补加废酸 ,升温溶解α HMX ,控制结晶过程和过滤温度 ,使HMX获得提纯、转晶和制出两个常用粒度级别的 β HMX .转晶得率达90 % ,回收的RDX ,有望获得应用 ,废酸可多次循环使用。与现行混合溶剂法相比 ,可降低生产成本约2 0 % 。

废水中微量残留炸药奥克托今、黑索今测定方法的研究

含有奥克托今、黑索今的废水会对人体、动物、水生生物产生毒害作用。笔者针对含有奥克托今、黑索今的废水 ,研究了采用分光光度法同时测定废水中微量奥克托今、黑索今的原理、方法和显色反应的适宜条件。该方法不需要吸收曲线交点和等吸收点 ,具有较好的回归稳定性。采用该方法进行废水的环境监测 ,对环境治理、水质安全评价和水生生态进行综合的管理和保护将会发挥其重要作用。

重结晶制备奥克托今(HMX)粒径及晶形的研究

采用溶剂-非溶剂重结晶法制备出奥克托今(HMX)并对其粒径及晶形进行了研究,通过单一改变溶剂、温度、溶剂-非溶剂混合速率和搅拌速度研究了HMX重结晶过程中的动力学行为.实验表明:在25℃时,用二甲亚砜(DMSO)作溶剂,非溶剂与溶剂质量比为100∶1,将两者迅速混合所结晶出的HMX晶体平均粒径为462 nm,且其分布均匀呈短柱状团聚;用丙酮作溶剂时,结晶不均匀多呈长条状;用68 wt%硝酸作溶剂时,结晶呈立方块状.

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物与奥克托今复合物性能研究

为了研究2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)对奥克托今(HMX)机械感度的影响,利用结晶包覆法制备了ANPyO/HMX复合物,并与混合法制备的样品进行比较。利用扫描电镜、激光粒径分析、热重分析法、差示扫描热分析、机械感度和爆速测试方法研究了2种样品的结构和性能。结果表明:结晶包覆法制备样品中ANPyO对HMX的包覆效果比混合法好,样品的平均粒径均在HMX与ANPyO粒径之间,分布更均匀;热分解峰峰温均低于HMX,而高于混合法样品50.3℃;机械感度低于HMX,且下降更显著。

奥克托今在超临界二氧化碳中溶解性能研究

结合高压静态法和紫外分光光度法，确定以乙腈为参比溶液，建立了波长为227nm处HMX／乙腈溶液的工作曲线，测定出不同温度（308．15—328．15K）和不同压力（8～23MPa）下，HMX单质炸药在超临界二氧化碳流体（SC-CO2）中的溶解度曲线。结果发现：在相同温度下，HMX溶解度随着压力的升高而迅速增大，且高温阶段其溶解度的增幅比低温阶段的要大；在相同压力下，存在一个转变压力（Pvert=9MPa），当小于Pvert时，HMX溶解度随温度增加而降低，当大于Pvert时，其溶解度随温度升高而增大。本实验测定范围内，每克c0：最多可溶解135．727txgHMX。

溶剂-非溶剂法在奥克托今球形化重结晶中的应用

阐述了溶剂-非溶剂法球形化重结晶奥克托今的影响因素,介绍了溶剂-非溶剂法在奥克托今球形化重结晶中应用的研究进展和计算机模拟技术。

奥克托今的转晶技术

研究了 HMX在废酸转晶中的主要影响因素 ,消除了在工艺中生成的类似 γ- HMX晶型的片状结晶 ,并探讨了其形成机制。

CPB改性沸石处理奥克托今废水的研究

奥克托今废水含有多种毒性物质,如果不经处理直接排放,会危害人类健康。为了处理奥克托今废水,研究了CPB改性沸石的用量、pH值、反应时间、反应温度对CPB改性沸石处理奥克托今废水效果的影响。结果表明:CPB改性沸石对奥克托今废水有较好的处理效果,在反应温度为30℃,pH为7,奥克托今废水初始浓度为160mg/L,CPB改性沸石的用量为2.4g,反应时间为120min,奥克托今去除率达到92.9%,CODcr去除率为78.6%。

奥克托今燃速特性的数值模拟

在分析奥克托今燃烧和热分解特征的基础上，确定了奥克托今的化学结构参数和燃速计算方法。计算结果表明，计算值与实测值十分符合。

四氧化三锰的制备及其对奥克托今的热分解行为研究

以氯化锰为锰源、六次甲基四胺(HMT)为沉淀剂,采用均相沉淀法在90℃制备了Mn3O4,用X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜等对产物的结构和形貌进行表征,利用DSC技术研究了产物对奥克托今(HMX)的热分解行为的影响。结果表明,制备产物为四方结构Mn3O4,直径约为300 nm的近似球形。Mn3O4的加入,对HMX的分解峰形变化不大,但分解温度增大,分解活化能增加。

奥克托今炸药在低温条件下的化学失效研究（英文）

为了使未爆弹药失去爆炸能力,本文对导爆药、传爆药的主体炸药奥克托今进行了化学失效研究,旨在寻求相应化学试剂使得奥克托今能够被分解成不具有爆炸性质的化合物。通过分析奥克托今与氢氧化钠、浓硫酸(单一酸)以及混酸在不同温度条件下的分解实验,确定了奥克托今低温条件下被降解的最佳化学药剂组分及不能被引爆的分解程度:体积比为3∶1的浓硝酸与浓盐酸的混酸溶液能够分解奥克托今,且当分解程度达到60%以上时,炸药已经不能被雷管引爆,从而达到失效的目的。

醋酐法新工艺生产奥克托今/黑索今中废水的分析

用网状树脂GDX-104吸附废水中的有机污染物,然后用薄层色谱分离。薄层色谱的展开系统为:二氯甲烷/乙腈/甲醇/冰醋酸(40/1/4/0.2).分离得到的纯品用红外、质谱和色谱定性.实验表明废水中含有HMX,RDX,SEX和1.5-二硝酰氧基-2,4-二硝基-2,4-氮杂戊烷等化合物.应用反相高效液相色谱方法定量测定废水中化合物.使用的固定相为GYQG-C_(18)H_(37)(5μm),流动相为水/甲醇/乙腈(70/10/20)。