新型肼基四唑含能離子液體的功能化設計與性能研究

《新型肼基四唑含能離子液體的功能化設計與性能研究》是依託四川大學，由何玲擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型肼基四唑含能離子液體的功能化設計與性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：何玲
• 依託單位：四川大學

項目摘要

本項目旨在通過功能化設計方法，探索具有高能液體燃料功能的新型離子液體材料。針對已有含能離子液體能量不高或穩定性能較差的不足，重點圍繞離子液體低熔點、高能量和低感度的設計目標，引入兼具多種優良特徵的肼基四唑功能骨架，開展含能離子液體的分子設計、合成與液態性質、能量性質及穩定性的研究。擬以肼基四唑為原料，構建功能分子片段，設計合成多種肼基四唑含能離子液體，並考察離子液體的自持燃燒性能；系統研究肼基四唑離子液體的液態性質，探討不同功能結構對熔點的影響；結合理論計算模擬，評估肼基四唑離子液體的燃燒焓、生成焓等能量性質並預測其爆壓、爆速等爆轟性能，在分子層面上揭示能量性能與離子液體結構的關聯；測定新型離子液體的感度，歸納影響穩定性的基本結構規律。依據所建立的構效關係，進一步最佳化功能化分子片段，以提高新型功能化離子液體整體的高能燃料性能。

結題摘要

本項目進行了新型肼基功能化富氮四唑含能離子液體的設計、合成、結構及性質的相關基礎研究。先後製備了多種基於肼基四唑結構的富氮含能離子液體。完成了含能離子液體各項結構、組成及物理化學性質表征。 利用實驗方法獲得了離子液體的實驗標準生成焓；採用密度泛函理論，對陰陽離子的氣態最佳化結構、電荷分布等進行分析，並採用等鍵反應原理和Born-Haber熱化學循環理論，計算了離子液體的理論標準生成焓；深入研究了含能離子液體的結構與其能量性能的關係。能量性能的研究證明了該類含能離子液體具有高的能量密度。 通過熱力學測試系統，完成了新型肼基四唑含能離子液體熱穩定性的測試和分析；藉助撞擊和摩擦感度測試方法，收集和完善了感度數據，評估了該類離子液體的對撞擊和摩擦的機械穩定性。 本項目執行所獲得的實驗數據證實了採用肼基富電基團與富氮四唑結構配伍可以實現製備高能低感含能離子液體的設計目標，這為設計合成基於富氮四唑結構骨架的新型高能材料提供了理論基礎、合成策略和製備技術。 本項目工作已在多種國內外重要學術期刊上發表SCI論文7篇，申請專利4項；培養博士生3人、碩士生3人（已獲學位），預期研究目標均已順利完成。經費使用按預算執行，使用經費未超出預算。