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5．2 反应机理 27
5．3 实验部分 28
5.3.1 试剂与仪器 28
5.3.2 实验步骤及产物表征 29
5．4 结果与讨论 30
5.4.1 反应时间对反应的影响 30
5.4.2 催化剂对反应的影响 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献34
1 绪论
含能材料在激发后具有高化学能，一般不需要外部物质参与化学反应，就能够持续快速释放巨大能量和气体。它是能自催化分解的材料，性能和库存的可靠性和稳定性是通过热分解研究的，初始步骤的分析和改进非常重要。含氮杂环化合物受热会分解，对此进行测试，可以包含材料，特别是其分子本身的新颖的含能材料的指导设计和合成之间的结构和热分解之间的关系。杂环含能材料可以是固体，液体，气体或其他形式存在的，并且其热分解产物有大量的气体，有些是气体和固体的混合物。杂环含能材料含氮量比较高，较其他含能化合物性能好，国内外的科学家以及军工部门正不断给予重视。
1．1 含能材料简介
含能材料的发展分为以下几个主要部分：19世纪末，TNT等相关产品于各个领域繁荣昌盛；20世纪初，人们不断在寻找能量高的材料，这个时期人们比较看好RDX，HMX；20世纪中期，TATB和其他应用物质能量并不是很高，但是相对而言，安全性质得以不断提高。到目前为止，理论和实际在20世纪末期结合，寻找一种新的能量高并且安全稳定的炸药。安全性能的爆炸物和爆炸能量是相互矛盾的，为了满足节能和安全性能，高氮含能化合物（HiNC）的双重要求以其优良的物理和化学性质，给广大化学家们的视线提供了研究目标。
近几年来，含氮杂环化合物在各个领域都有所涉及。作为一类新兴的含能材料来说，此类化合物具有很好的实际应用方面的潜力。钝感炸药[1]主要用于高能量，小的燃料固体推进系统[2-3]，低火焰灭火剂[4]，烟雾烟火气体发生剂[5]。含氮化合物的特征形成，热稳定性高的正生成热。作为一种新型的高能材料，Los Alamos国家实验室的研究团队Hiskey[6]，合成与应用高含氮化合物进行了大量的研究。在理论方面的研究上，KIapötke研究小组在德国慕尼黑Ludwig-MaximiIian大学，中国肖鹤鸣等人[7]的南京理工大学，为四个含氮唑类化合物的环进行了研究计算，四川大学田安民研究小组在氮原子的衍生物[8]上开展了计算研究，同时对嗪类化合物方面也取得了一些比较有效的成果[9-11]。
传统的含能化合物的分子结构中一般含有硝基基团，如TNT就是典型代表物质。硝基本身含能较高，此类含能化合物燃烧爆炸所释放的能量主要是产生的CO和H2O，过程中释放出大量的热，但其生成焓多为负值。近年来，作为一种新型含能材料，高氮含能材料已经被越来越多的人发现并使用研究。由于其氮含量较高，碳含量相对较低，在燃烧和爆炸的过程中，氧平衡很快就能达到。高氮含能材料的另一个特点就是其密度更高。四嗪，四唑和呋咱等含氮化合物，具有高的生成焓。它们的分子结构中含有大量的N-N、C-N、N-N和C=N键，氮原子具有很高的电负性，和氧原子的含氮杂环体系通常是能够形成一个大的结构，如苯的大π键，具有受热不敏感，稳定性能高的特点，因此这是高化学能的主要因素。实验结果[12]表明，大部分氮化合物对摩擦，静电和冲击方面不敏感。
在20世纪末，一些学者和国外研究机构不断尝试，并进行改进，总结出了一类含氮化合物的新合成方法。四嗪，四唑类具有代表性，是较好的高氮含能材料。代替RDX和HMX，越来越多的领域需要能源钝感炸药，作为特征推进剂和低温推进剂，新型低温气体发生剂无毒高性能的发展，标志着一个充满活力的新的低烟或无烟灭火剂领域的出现。