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联四唑化合物由于具有较高的正生成焓、能形成广泛的氢键、且分解产物主要为环境友好的氮气等特点,在军用和民用方面被广泛研究。实践证明,在四唑环上引入N-氧化物,将会进一步提高其含能特性,通过形成氢键来提高固态下密度,增加分子中的氧含量来改善氧平衡,而5,5’-联四唑-1,1’-二氧(BTO)含能阴离子正好满足了上述提及的优异特性。一方面,三唑类、咪唑类、吡唑类及脒基脲等阳离子是合成高性能含能离子盐的重要组成部分,但是在众多BTO含能离子盐中并未见相关报道;另一方面,BTO拥有10个潜在N、O配位原子,可以与金属配位中心形成含能金属配位聚合物,但是相关报道甚少。鉴于此,本课题研究了十一种新的BTO含能离子盐和一种BTO含能金属配位聚合物,并探究其含能特性,以期得到具有潜力的含能化合物。主要工作分为以下两个部分: (1)成功合成并表征了十一种新的BTO含能离子盐,其中有七种含能离子盐的结构进一步通过X-射线单晶衍射进行了确认。所合成的含能离子盐都具有良好的热稳定性和较低的撞击感度,其热分解峰值温度(Td)介192.2~314.0℃之间,撞击感度(IS)均大于40J。采用Kamlet-Jacobs(K-J)经验公式对所合成的含能离子盐的爆轰参数进行了计算。计算结果表明,所合成的含能离子盐爆速(D)介于19.76(11)~28.69GPa(12)之间,爆压(P)介于6820(11)~8267m·s-1(12)之间。其中含能离子盐4的综合性能最优(Td=243.0℃,D=8218m·s-1,P=28.69GPa,IS>50J)。 (2)成功合成了一种新的含能配位聚合物[Pb(BTO)(H2O)]n,其结构采用X-射线单晶衍射等技术得到了确认。该配位聚合物具有较好的热稳定性(Td=309℃)、优异的爆轰性能(D=9204m·s-1,P=53.06GPa)和可接受的撞击感度(IS=7.5J)。此外,该配位聚合物作为添加剂对高氯酸铵(AP)的热分解表现出较好的催化效果,AP的高温分解峰提前40.0℃,而且热分解反应的激烈程度也大大提高。