使用醋酸锌,柔性的1,4-二甲基咪唑丁烷(bib)和三个刚性直链型羧酸混合配体,在溶剂热条件下合成了三个具有不同穿插结构的配合物。并通过元素分析,红外,X射线单晶衍射进行了表征。配合物1是一个具有三种Z字链的四重穿插结构,配合物2是一...使用醋酸锌,柔性的1,4-二甲基咪唑丁烷(bib)和三个刚性直链型羧酸混合配体,在溶剂热条件下合成了三个具有不同穿插结构的配合物。并通过元素分析,红外,X射线单晶衍射进行了表征。配合物1是一个具有三种Z字链的四重穿插结构,配合物2是一个特殊的[2+2]型四重穿插结构,配合物3是一个具有双核结构单元的三重穿插结构。通过使用热重分析/微分热重和差示扫描量热(TG/DTG-DSC)技术研究了它们的热分解过程,由热重分析得出特殊的[2+2]型四重穿插结构稳定性最好,四重穿插结构比三重穿插结构稳定。使用Kissinger和Ozawa-Doyle法对配合物骨架坍塌过程进行了计算,得出配合物1-3的表观活化能分别为276.887、318.515、149.310 k J?mol^(-1),可以得出配合物1-3的反应速率关系为3>1>2。从热力学和动力学的角度来说明配合物的结构稳定性。其次,还对配合物1-3的荧光性质进行了表征。展开更多
溶剂分子的存在会严重降低能量金属-有机框架(EMOFs)材料的爆热和稳定性,开发无溶剂的EMOFs已成为制备高能量密度材料的有效策略。本文将高能的2,3-二(5-1H-四唑基)吡嗪(H2DTPZ)配体与银离子作用在水热条件下制备了一例无溶剂的EMOF [Ag...溶剂分子的存在会严重降低能量金属-有机框架(EMOFs)材料的爆热和稳定性,开发无溶剂的EMOFs已成为制备高能量密度材料的有效策略。本文将高能的2,3-二(5-1H-四唑基)吡嗪(H2DTPZ)配体与银离子作用在水热条件下制备了一例无溶剂的EMOF [Ag2(DTPZ)]n(1)(含氮量:32.58%),并借助元素分析、红外光谱、X射线衍射以及热分析等技术对其组成和结构进行了表征。化合物1中,DTPZ2-配体构型高度扭转并以八齿配位模式桥联Ag+离子形成三维框架结构(ρ=2.812 g·cm-3),配体大的位阻效应和强的配位能力有效阻止了溶剂分子与金属配位或占据框架空腔;同时,不同配体四唑环间强的π–π堆积作用(质心-质心距离为0.34461(1) nm),使得化合物1呈现高的热稳定性(Te=619.1 K, Tp=658.7K)。热分析研究表明化合物1分解主要发生一步快速失重并伴有剧烈的放热,呈现出潜在的含能特质。通过差示扫描量热(DSC)技术对化合物1的热分解过程进行了非等温热动力学分析(基于Kissinger和Ozawa-Doyle方法)并获得了相应热动力学参数(活化能Ea=272.1 k J·mol^-1,Eo=268.9 k J·mol^-1;lgA=19.67 s^-1)。进一步基于升温速率趋于0时的分解峰温和外延起始温度,计算得到了相关热力学参数(活化焓?H≠=266.9 k J·mol^-1,活化熵?S≠=125.4 J·mol^-1·K-1,活化自由能?G≠=188.3 k J·mol^-1)以及热爆炸临界温度(Tb=607.1 K)和自加速分解温度(TSADT=595.8 K),结果表明该化合物具有良好的热安全性,其分解属非自发的熵驱动过程。借助精密转动弹热量计测定了化合物1的恒容燃烧能(Qv)并计算得其标准摩尔生成焓为(2165.99±0.81) k J·mol^-1。爆轰和安全性能测试表明,化合物1对撞击和摩擦均不敏感,爆热值达10.15 k J·g^-1,远高于常见硝铵类炸药奥克托金(HMX)、黑索金(RDX)和2,4,6-三硝基甲苯(TNT),是一例有前景的高能钝感含能材料。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(21543001,21273137)Open Foundation of Key Laboratory of Synthetic and Natural Functional Molecule Chemistry of the Ministry of Education,China(338080041)Open Foundation of the Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,China(2014SKY-WK002)~~
文摘使用醋酸锌,柔性的1,4-二甲基咪唑丁烷(bib)和三个刚性直链型羧酸混合配体,在溶剂热条件下合成了三个具有不同穿插结构的配合物。并通过元素分析,红外,X射线单晶衍射进行了表征。配合物1是一个具有三种Z字链的四重穿插结构,配合物2是一个特殊的[2+2]型四重穿插结构,配合物3是一个具有双核结构单元的三重穿插结构。通过使用热重分析/微分热重和差示扫描量热(TG/DTG-DSC)技术研究了它们的热分解过程,由热重分析得出特殊的[2+2]型四重穿插结构稳定性最好,四重穿插结构比三重穿插结构稳定。使用Kissinger和Ozawa-Doyle法对配合物骨架坍塌过程进行了计算,得出配合物1-3的表观活化能分别为276.887、318.515、149.310 k J?mol^(-1),可以得出配合物1-3的反应速率关系为3>1>2。从热力学和动力学的角度来说明配合物的结构稳定性。其次,还对配合物1-3的荧光性质进行了表征。
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(21727805,21673180,21703135,21803042)Natural Science Basic Research Program of Shaanxi(2017JZ002,2018JM5180,2019JQ-249,2019JQ-067)+1 种基金the Project of Shaanxi Key Laboratory of Chemical Reaction Engineering(14JS112)the 64th China Postdoctoral Science Foundation Funded Project(2018M643706)。
文摘溶剂分子的存在会严重降低能量金属-有机框架(EMOFs)材料的爆热和稳定性,开发无溶剂的EMOFs已成为制备高能量密度材料的有效策略。本文将高能的2,3-二(5-1H-四唑基)吡嗪(H2DTPZ)配体与银离子作用在水热条件下制备了一例无溶剂的EMOF [Ag2(DTPZ)]n(1)(含氮量:32.58%),并借助元素分析、红外光谱、X射线衍射以及热分析等技术对其组成和结构进行了表征。化合物1中,DTPZ2-配体构型高度扭转并以八齿配位模式桥联Ag+离子形成三维框架结构(ρ=2.812 g·cm-3),配体大的位阻效应和强的配位能力有效阻止了溶剂分子与金属配位或占据框架空腔;同时,不同配体四唑环间强的π–π堆积作用(质心-质心距离为0.34461(1) nm),使得化合物1呈现高的热稳定性(Te=619.1 K, Tp=658.7K)。热分析研究表明化合物1分解主要发生一步快速失重并伴有剧烈的放热,呈现出潜在的含能特质。通过差示扫描量热(DSC)技术对化合物1的热分解过程进行了非等温热动力学分析(基于Kissinger和Ozawa-Doyle方法)并获得了相应热动力学参数(活化能Ea=272.1 k J·mol^-1,Eo=268.9 k J·mol^-1;lgA=19.67 s^-1)。进一步基于升温速率趋于0时的分解峰温和外延起始温度,计算得到了相关热力学参数(活化焓?H≠=266.9 k J·mol^-1,活化熵?S≠=125.4 J·mol^-1·K-1,活化自由能?G≠=188.3 k J·mol^-1)以及热爆炸临界温度(Tb=607.1 K)和自加速分解温度(TSADT=595.8 K),结果表明该化合物具有良好的热安全性,其分解属非自发的熵驱动过程。借助精密转动弹热量计测定了化合物1的恒容燃烧能(Qv)并计算得其标准摩尔生成焓为(2165.99±0.81) k J·mol^-1。爆轰和安全性能测试表明,化合物1对撞击和摩擦均不敏感,爆热值达10.15 k J·g^-1,远高于常见硝铵类炸药奥克托金(HMX)、黑索金(RDX)和2,4,6-三硝基甲苯(TNT),是一例有前景的高能钝感含能材料。