钾-1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑与硝酸银溶液反应得到沉淀银盐，银-1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑，一种白色固体。由于该银盐灵敏度高，不能用元素分析来确定其纯度。且该银盐在拉曼照射下有爆炸趋势因而无法进行拉曼光谱测量。

银-1,3-二硝氨基- 1,2,3-三唑与铵，羟胺反应得到相应的含能盐和卤化物，即铵-1,3-二硝氨基- 1,2,3-三唑（NH4C2H2N7O4）和羟胺-1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑（NH4OC2H2N7O4）。后经过滤，滤液蒸发，即可分离得到铵盐和羟胺盐。元素分析表明，所有的产物均为纯净物。四氟硼酸盐杂质随银盐的沉淀过程除去，拉曼光谱检测显示只有微量四氟硼酸盐存在。

通过硝化1,3-二氨基-1,2,3-三唑阳离子得到1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑阴离子，并且通过其复分解反应得到其含能盐。而后采用多核核磁共振，红外和拉曼光谱对这些盐的特性进行表征。实验结果证明这一拥有一个含有九个原子链的正负电荷交替排列的结构有利提高化合物的稳定性，价键计算也证明了这一结论。

1.2 研究意义

黑索金，学名三亚甲基三硝胺（RDX），是一种爆炸威力极强的烈性炸药，拥有良好的爆炸性能和较稳定的化学性质。由于铵-1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑和羟胺-1,3-二硝氨基- 1,2,3-三唑均具有较高的密度，所以二者的爆速，爆压和爆轰能量均较高。分别为爆速：9406 m/s和9426 m/s，爆压：39.9 GPa和40.7 GPa，爆轰能量：−6711 kJ /mol和−7342 kJ /mol。各项爆轰参数均远大于典型的高能晶体RDX，且二者的比冲均大于270秒。所以铵-1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑和羟胺-1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑有重要的潜在用途。

实验确定的高密度，高的理论性能，和实际热稳定性表明交替正负电荷和N-硝氨基结构在设计具有理想性能的先进含能材料时具有重要作用。然而，实验证明这些材料的机械敏感性过高而不能进行实践应用。说明了N-硝氨基结构是有用的，仍需要研究其他分子结构来降低其敏感度。

2 计算方法

研究压力对含能化合物的影响的实验测量仍然是一个具有挑战性的任务。另一种可行的方法是原子模拟，一种有效的在原子水平上模拟复杂固体的物理和化学性质的方法，作为实验工作的补充。DFT方法的赝势和平面波基已经完善，并已被成功用于研究静水压力下高能固体的结构和性质。

本项研究采用色散校正的密度泛函理论（DFT-D）[18]来研究NH4C2H2N7O4晶体和NH4OC2H2N7O4晶体结构在0-80GPa静压力下的晶体结构，电子结构和吸收性质递变规律。本研究采用Materials Studio软件包中CASTEP模块并使用密度泛函方法结合Vanderbilt型超软赝势[19]和平面波基组方法。

采用带-带共轭梯度技术按平面波展开系数将系统能量最小化已获得体系的自洽基态。采用Pulay密度混合方案获得体系电子波函数。采用Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shannon（BFGS）方法优化晶体结构。优化过程中运用共轭梯度近似（GGA）结合Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）泛函和Grimme06（G06）色散校正。近年来研究报导证明GGA/PBE-D方案适合与描述含能材料分子晶体中分子间相互作用。平面波的截断能为340 eV。用Monkhost–Pack 方法进行Brillouin区采样，K点网格取2×2×1格。截断能和k点网格的选取确保了总能量的收敛。

NH4C2H2N7O4晶体属正交晶系，空间群为Pna21，晶胞参数为a = 6.4299Å，b = 5.6658Å，c = 20.5491Å。单位晶胞内包含四个NH4C2H2N7O4分子。NH4OC2H2N7O4晶体属三斜晶系，空间群为P−1，晶胞参数为a = 5.6251Å，b = 7.8446Å，c = 9.7402Å。α = 76.794°，β = 89.114°，γ = 77.979°单位晶胞内包含两个NH4OC2H2N7O4分子。两种晶体的单胞结构如图2.1所示，它们的阴离子结构完全相同，仅阳离子略有不同，二者阴离子原子编号如图2.2所示，阳离子原子编号如图2.3所示。 加压条件下1,3-二硝氨基-1,2,3-三唑基含能盐结构和吸收性质的色散校正DFT研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_43041.html