TATP的质子转移反应的质谱研究

利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/cc-pVDZ水平上,对三过氧化三丙酮(Triacetone triperoxide,TATP)及其质子化离子[TATP+H]+进行了构型优化和质子亲和势(Proton Affinity,PA)计算,研究结果表明,PA(TATP)=866.73kJ/mol大于PA(H2O)=691.0kJ/mol,TATP与H3O+可发生质子转移反应.在自行研制的质子转移反应质谱(Proton transfer reaction mass spectrometry,PTR-MS)装置上,研究了TATP与H3O+反应生成的特征离子.当漂移管中E/N=1.4×10-15V.cm2时,在荷质比m/z=91,75,74,59,43等处观察到了产物离子.降低E/N至0.5×10-15V.cm2后,在m/z=223处观察到了质子化产物离子([TATP+H]+),验证了计算结果;结合[TATP+H]+的构型,分析了TATP质子转移反应产物离子可能的归属及其形成过程.结合PTR-MS漂移管内E/N的改变引起m/z=223,91,43等离子的变化特征,可实现TATP的准确识别和快速定量检测,检测下限达到5.0×10-10mol/L(±50%).

丙酮-辅助光电离离子迁移谱检测TATP炸药的研究

三过氧化三丙酮（TATP）是一种新型过氧化物炸药,由于制备原料易得、制备方法简单,常被恐怖分子用于恐怖袭击等犯罪活动中.本工作以25 mg/L丙酮作为掺杂剂,发展了一种基于丙酮-辅助光电离离子迁移谱检测TATP的方法.对电场强度和进样口温度等参数进行优化后,TATP的线性范围为5～100 ng,检测限可达1.2 ng.利用飞行时间质谱对反应试剂离子和产物离子进行分析,确定反应试剂离子主要是丙酮二聚体离子[（CH3）2CO]2 H＋,产物离子为TATP的碎片离子m/z 91[（CH3）2C（O）OO]H＋.实验结果表明,这种新型非放射性电离源离子迁移谱能够实现痕量TATP过氧化物爆炸物的高灵敏检测.

顶空固相微萃取-气质联用法测定三过氧化三丙酮

三过氧化三丙酮(TATP)的检测分析对于明确爆炸原因,进而对爆炸案件侦破具有重要意义。固相微萃取(SPME)-气质联用法是检测爆炸现场复杂基质中微量TATP的有力手段,已被用于TATP的分析。考虑到商品化SPME涂层众多,有必要系统考察不同涂层的萃取效果,以提升萃取效率。为此,文章系统比较了5种不同SPME涂层对TATP的萃取效果,并优化了SPME萃取条件,包括萃取温度、萃取时间和解吸温度。结果表明,使用PDMS涂层,在萃取温度30℃,萃取时间5 min,解吸温度180℃条件下,萃取效果最佳。该方法在0.1~10μg·mL^(-1)范围内的线性良好(R~2≥0.999),检出限为0.020μg·mL^(-1),比已有方法低一个数量级。6次独立测试结果的相对标准偏差为2.4%,加标回收率为93.2%~101.9%,表明重复性和准确性较好。基于上述方法,成功应用于接触后转移的TATP的检测,为痕量TATP残留物的分析提供了技术参考。

TATP模拟物的设计及安全性评估

三过氧化三丙酮(TATP)直接用于安检培训具有危险性高、安全隐患多的问题。设计出可代替TATP在X光机、CT机等高通量安检仪中成像的模拟物。物质组成为m(葡萄糖)m(十六醇)m(蔗糖)=25.779.6814.55,与TATP具有相似的外观及有效原子序数,元素质量分数相差小于0.020%,堆积密度相差0.012 g/cm^3。为确保模拟物在红外、拉曼等高灵敏性安检仪中亦存在特征信号,在混合物中加入适量TATP。结果表明,当TATP的加入量为20%(质量分数)时,可有效地表征出混合物中TATP的红外、拉曼特征峰;同时,体系相容性较好,机械感度低,且不具有爆炸性。优化后的配方为:m(葡萄糖)m(十六醇)m(蔗糖)m(TATP)=20.627.7411.6410.00。该模拟物与TATP的相似度高、安全性好,可直接用于安检人员培训。

一种性能独特的炸药——TATP

对比近年来三过氧化三丙酮（TATP）的研究成果,对TATP的合成、性质和爆轰性能进行了简要概述。认为TATP是一种在爆炸过程中不产生热量,具有一些新概念的性能独特的＂熵炸药＂,并且具有制造容易、爆炸产物安全环保、热效应小等优点,代表了未来炸药的一个发展方向。

基于声表面波的TATP传感器设计

三过氧化三丙酮(TATP)是一种新型的液体炸药。由于TATP分子中不含硝基,传统的一些基于硝基特征检测的技术无法对其进行有效识别检测;而现有针对TATP的检测技术存在预处理繁琐,检测时间长,灵敏度低及需要特殊设备等缺陷,无法满足现场实时、快速检测的需要。该文提出了一种基于声表面波(SAW)技术、针对TATP检测的新型传感器,将高分子材料技术与SAW技术相结合,分别利用新型树枝状高分子敏感材料的高灵敏度和选择性,与SAW传感器高质量敏感性的优点,对TATP进行快速、可靠检测,从而为实现快速防护做好准备。结果表明,该传感器检测阈值最低可达0.5×10-6,响应速度可达到秒级。

TATP的非等温热分解特性研究

为了在实验室安全地使用三过氧化三丙酮(TATP)以及了解热分解过程,利用TG-DTG技术测试其在氮气气氛中的非等温热分解过程,采用Kissinger法、Ozawa法、Starink法等方法对测试结果进行动力学参数计算,通过模型拟合法推测了TATP在氮气气氛下的热分解机理函数。结果表明:升温速率为0.2℃·min^(-1)时起始反应温度为44.62℃,二者呈正相关;TATP在氮气中的分解十分彻底;分解率在20%~95%阶段时,氮气气氛下TATP表观分解活化能随分解率的增大呈先减小后增大的趋势;氮气气氛下TATP的热分解过程符合n=1的幂函数机理,G(α)=α。

三过氧化三丙酮的稳定同位素比值特征研究

本研究采用稳定同位素质谱(IRMS)探讨了不同原料、不同工艺合成的三过氧化三丙酮(TATP)的稳定同位素比值特征,所合成TATP的δ^(13)C、δ^(2)H、δ^(18)O值分别为-31.62‰~-27.50‰、-144.09‰~-107.85‰、30.61‰~38.02‰。结果表明,依据稳定同位素特征可区分不同原料、工艺合成的TATP。所合成的TATP碳、氢稳定同位素比值主要受丙酮影响,氧稳定同位素比值主要与过氧化氢有关,酸作为催化剂并未对TATP的稳定同位素比值产生显著影响。随着反应时间的增加,TATP的δ^(13)C值呈增加趋势。本研究结果对调查TATP的来源有重要意义。

三过氧化三丙酮的识别检测技术研究进展

三过氧化三丙酮(TATP)是一种高能爆炸物,原料易得、制备简单、爆炸威力大、隐蔽性强,普通安检手段难于检测。首先介绍了近年TATP的常规检测技术,重点介绍荧光可视化、化学比色传感器和比色传感器阵列3种可视化检测TATP的方法,然后总结不同检测技术的优缺点,展望TATP识别检测技术未来的发展趋势。

12-钨磷酸催化合成三过氧化三丙酮

以12-钨磷酸为催化剂,用30%的过氧化氢氧化丙酮,制取三过氧化三丙酮.考察了反应温度、反应时间、反应物配比、催化剂用量对三过氧化三丙酮产率的影响,并用熔点、核磁共振谱和红外光谱对产物进行了确认.实验结果表明：丙酮与过氧化氢的物质的量之比为1∶1.5,12-钨磷酸用量为丙酮质量的7%,反应温度30℃,反应时间4h,三过氧化三丙酮的产率可达50.4%.

TATP空中爆炸冲击波传播规律的试验研究

为研究三过氧化三丙酮(TATP)在空中的爆炸冲击波传播规律,使用拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对自制TATP进行了结构检测;而后利用冲击波测试系统测试了TATP在空中的爆炸冲击波参数,分析了峰值超压、正压作用时间、比冲量及冲击波速度随比例距离的变化规律;拟合了TATP的峰值超压、正压作用时间、冲量经验公式,计算了TATP的TNT当量。结果表明,TATP的峰值超压、比冲量随比例距离不断降低,衰减幅度也随比例距离减小,二者实测值平均为TNT的0.87倍与0.73倍,使用超压换算TATP的TNT当量为75.39%;正压作用时间受装药质量与装药距离的双重影响,装药质量与距离越大,正压作用时间越长;TATP与TNT正压作用时间随比例距离的平均上升速率分别为0.066和0.100,在近场TATP正压作用时间大于TNT,而当比例距离大于3.646 m/kg 1/3时,其正压作用时间逐渐小于TNT。表明TATP空中爆炸冲击波参数满足爆炸相似律,拟合所得经验公式适用于TATP爆炸威力评估及理论计算。

爆炸物三过氧化三丙酮检测技术的研究进展

三过氧化三丙酮(TATP)是一种制备方法简单、爆炸威力巨大的爆炸物,严重威胁国家安全和社会稳定,因此发展灵敏度高、选择性好、稳定性好、操作简单、快速准确的TATP检测技术,以实现对痕量TATP的检测,对公共安全具有重大意义。现有的TATP检测技术主要有质谱、色谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光、离子迁移谱检测技术等传统检测技术,以及基于电化学法、化学发光法、化学比色法、生物免疫的新型检测技术。综述了TATP检测技术的国内外发展现状和研究进展,比较了各检测技术的优缺点,分析了TATP痕量检测技术的发展趋势,基于化学比色法的新型TATP检测技术将成为今后的研究热点。