本發(fā)明屬于過渡金屬配合物，具體涉及一種1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、推進(jìn)劑是一類在燃燒時能迅速產(chǎn)生大量高溫氣體的化學(xué)物質(zhì)，可用來發(fā)射槍炮的彈丸、火箭和導(dǎo)彈等發(fā)射體。推進(jìn)劑包括固液推進(jìn)劑、液體推進(jìn)劑和固體推進(jìn)劑。固液推進(jìn)劑又稱固液混合推進(jìn)劑，包括燃料和氧化劑，通常由固體燃料和液體氧化劑組合的推進(jìn)劑稱為標(biāo)準(zhǔn)型；反之，由液體燃料和固體氧化劑組合而成的推進(jìn)劑為逆型，稱反固液推進(jìn)劑。

2、自燃燃料與推進(jìn)劑中的氧化劑接觸即可發(fā)生自燃，不需要額外點火裝置。在火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等需要成千上萬次點火的應(yīng)用中擁有極大的安全性。目前主要應(yīng)用的自燃燃料為肼及肼的衍生物，但是其缺點是毒性大、揮發(fā)性強(qiáng)。但是在標(biāo)準(zhǔn)型的固液推進(jìn)劑中，目前可自燃的固體燃料還較少。研制新型可自燃的固體燃料，是提高自燃推進(jìn)劑燃燒性能的一種重要途徑。

3、固體推進(jìn)劑是氧化劑、燃燒劑和功能材料組成的一種含能體系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對固體推進(jìn)劑燃燒性能的要求也在不斷提高。燃燒性能是固體推進(jìn)劑技術(shù)的核心，對火箭武器的射擊精度和射程、發(fā)動機(jī)工作可靠性起著決定作用。向固體推進(jìn)劑中添加燃燒催化劑可以提升推進(jìn)劑的燃速，是提高固體推進(jìn)劑燃燒性能的一種重要途徑。開發(fā)能夠進(jìn)一步提升固體推進(jìn)劑燃燒性能的催化劑是本領(lǐng)域一直探索的內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物及其制備方法和應(yīng)用，制得的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物可與強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硝酸發(fā)生自燃，點火延遲時間短，能作為自燃燃料應(yīng)用于固液推進(jìn)劑或作為固體燃料應(yīng)用于固體推進(jìn)劑。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供了1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物，其結(jié)構(gòu)式為ml4cl2、cul4(no3)2或cul4(clo4)2；其中，m為mn、cu、co、ni對應(yīng)的陽離子；l為1-乙烯基咪唑。

4、進(jìn)一步地，所述ml4cl2、cul4(no3)2屬于monoclinic晶系，p21/n空間群，所述cul4(clo4)2屬于triclinc晶系，p-1空間群。

5、本發(fā)明還提供所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，包括如下步驟：

6、將金屬鹽溶液和1-乙烯基咪唑混合，于60?-80?℃下反應(yīng)2-3?h，得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液進(jìn)行后處理，得到的沉淀產(chǎn)物，經(jīng)清洗、干燥，得到所述1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物；

7、所述金屬鹽溶液的溶劑為水，金屬鹽溶液中的金屬離子與1-乙烯基咪唑的摩爾比為1：4。

8、進(jìn)一步地，所述金屬鹽為鹽酸鹽、硝酸鹽或高氯酸鹽。

9、更進(jìn)一步地，所述金屬鹽溶液為氯化錳溶液、氯化鈷溶液、氯化鎳溶液、氯化銅溶液、硝酸銅溶液或高氯酸銅溶液中的一種。

10、進(jìn)一步地，所述將金屬鹽溶液和1-乙烯基咪唑混合具體為：將1-乙烯基咪唑滴加至一定溫度的金屬鹽溶液中。

11、進(jìn)一步地，所述將反應(yīng)液進(jìn)行后處理具體為：將反應(yīng)液冷卻至室溫，過濾；所述清洗為：采用無水乙醇進(jìn)行清洗。

12、本發(fā)明還提供所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物作為自燃燃料在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用。

13、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

14、(1)本發(fā)明提供了一種1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物，所述配合物中咪唑類配體的加入，使所述配位聚合物能夠穩(wěn)定燃燒，且具有較高的燃燒熱，可提供高能量；所述配合物中的金屬陽離子對固體推進(jìn)劑具有潛在的催化作用；

15、(2)本發(fā)明提供了一種1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，所述方法使用的原材料易得、反應(yīng)步驟簡單操作方便、條件溫和、危險系數(shù)低、利于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、對環(huán)境污染小，進(jìn)而使得所述配合物的應(yīng)用綠色環(huán)保；

16、(3)本發(fā)明提供了一種1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的應(yīng)用，所述配合物可與強(qiáng)氧化劑發(fā)生自燃，如發(fā)煙硝酸、過氧化氫、四氧化二氮等，不需要點火裝置，就可以起到點火的作用，點火延遲時間短；且所述配位聚合物中的金屬陽離子對燃燒具有良好的催化作用，進(jìn)一步提升推進(jìn)劑的燃燒性能；所述配合物的含氮量高，能夠提升固體推進(jìn)劑的燃燒能，因此所述配位聚合物能夠作為自燃燃料應(yīng)用于固體推進(jìn)劑中。

技術(shù)特征：

1.1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式為ml4cl2、cul4(no3)2或cul4(clo4)2；其中，m為mn、cu、co、ni對應(yīng)的陽離子；l為1-乙烯基咪唑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物，其特征在于，所述ml4cl2、cul4(no3)2屬于monoclinic晶系，p21/n空間群，所述cul4(clo4)2屬于triclinc晶系，p-1空間群。

3.權(quán)利要求1所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為鹽酸鹽、硝酸鹽或高氯酸鹽。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽溶液為氯化錳溶液、氯化鈷溶液、氯化鎳溶液、氯化銅溶液、硝酸銅溶液或高氯酸銅溶液中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，其特征在于，所述將金屬鹽溶液和1-乙烯基咪唑混合具體為：將1-乙烯基咪唑滴加至一定溫度的金屬鹽溶液中。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物的制備方法，其特征在于，所述將反應(yīng)液進(jìn)行后處理具體為：將反應(yīng)液冷卻至室溫，過濾；所述清洗為：采用無水乙醇進(jìn)行清洗。

8.權(quán)利要求1所述的1-乙烯基咪唑過渡金屬配合物作為自燃燃料在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種1?乙烯基咪唑過渡金屬配合物及其制備方法和應(yīng)用，屬于過渡金屬配合物技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的1?乙烯基咪唑過渡金屬配合物，結(jié)構(gòu)式為ML<subgt;4</subgt;Cl<subgt;2</subgt;、CuL<subgt;4</subgt;(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;或CuL<subgt;4</subgt;(ClO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;；其中，M為Mn、Cu、Co、Ni對應(yīng)的陽離子；L為1?乙烯基咪唑。本發(fā)明的1?乙烯基咪唑過渡金屬配合物分別以鹵素、硝酸根、高氯酸根作為配陰離子，其制備可通過金屬鹽溶液與1?乙烯基咪唑反應(yīng)制得。本發(fā)明制得的1?乙烯基咪唑過渡金屬配合物可與強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硝酸發(fā)生自燃，點火延遲時間短，能作為自燃燃料應(yīng)用于固液推進(jìn)劑或作為固體燃料應(yīng)用于固體推進(jìn)劑。

技術(shù)研發(fā)人員：陸國平,孫曉晗,董哲廷,杜寧寧,宋豪文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19