System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种双钙钛矿结构的起爆药及其合成方法技术_技高网

一种双钙钛矿结构的起爆药及其合成方法技术

技术编号:40213329 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-02 22:22
本发明专利技术提供了一种双钙钛矿结构的起爆药以及合成方法,所述合成方法具体包括如下步骤:步骤一、称取一定量的三乙烯二胺二盐酸盐固体和一定量的氯化铵粉末溶于一定量的水中配制得到三乙烯二胺二盐酸盐与氯化铵的混合溶液;步骤二、称取一定量的高碘酸钠粉末溶于一定量的水中配置高碘酸钠水溶液;步骤三、室温下,在一定转速下将高碘酸钠水溶液加入至三乙烯二胺二盐酸盐与氯化铵的混合溶液中,并混合一段时间;步骤四、持续搅拌一段时间后,过滤得到无色透明至白色或灰白色晶体;步骤五、采用冰水或95%体积分数的无水乙醇或乙腈对白色或灰白色晶体洗涤后烘干,即得到所述起爆药。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及起爆药领域,尤其涉及一种双钙钛矿结构的起爆药及其合成方法


技术介绍

1、起爆药是一类在较弱刺激下(如光、电、热、力、磁等)即可迅速燃烧并转变成爆轰的敏感炸药。起爆药的快速转爆轰性能可以保证各类民用和军用火工品的使用可靠性,因而其广泛装填于各类火工品当中,用以确保顺利完成延期、分离、抛射、切割、传爆、瞬时热量供应、遥测开关的开闭和遥控、诱饵抛射、座舱弹射以及导弹武器的自毁等各种预定动作。至今,起爆药的发展已有近400年的历史,前后报道近百种起爆药。总体上,可以分为金属盐类、配合物类、高氯酸根离子盐类、有机物等四大类。自1628年雷汞用作起爆药以来,开发出了在军用火工品和民爆器材上使用的叠氮化铅(la)、斯蒂芬酸铅(ls)、四氮烯、二硝基重氮酚(ddnp)等单质起爆药,近年来为了推进行业的安全和高质量发展又开发出了在民爆行业定型使用的硝酸肼镍(nhn)和高氯酸三碳酰肼合锌(gtx)两类新型起爆药。

2、民爆器材行业被称为“能源工业的能源,基础工业的基础”,包含了工业炸药、震源药柱、起爆药柱、工业雷管、塑料导爆管、导火索、导爆索和聚能射孔弹等8大类400多种产品,被广泛用于煤炭、冶金等采矿、建材开采、机械加工、水电工程、农村基础设施及城市建设和国防施工等多个国民经济领域。这其中,用于引爆炸药的工业雷管从功能性和产品数量(年产十亿发次)方面而言在民爆器材领域具有基础性产品的地位。而在工业雷管的结构中,起爆药是其发火序列结构中的前端药剂,早期时候国内主要采用雷汞(mf)药剂,但因其较弱的起爆能力、极高的毒性和低的本征安全性而逐步被综合性能更优异的叠氮化铅(la)所取代,但随着环境、健康、成本、安全等各方面的压力增加,逐步发展到了使用成本低廉、起爆能力较好、技术成熟的有机起爆药二硝基重氮酚(ddnp),但ddnp由于初始原料苦味酸供应链短缺以及极为严重的废水污染问题,近年已经被行业要求强制停产。在此期前北京理工大学和南京理工大学已分别开发出了ddnp的替代药剂gtx和nhn。

3、gtx的分子结构为[zn(chz)3]clo4,其中的高氯酸根离子在爆轰之后会产生hcl,而hcl分子会加重酸雨的危害,造成土壤、水源的污染,同时对生命体的健康造成直接威胁;另一方面,从制备工艺角度来看,在gtx的合成过程中会使用高氯酸来制备高氯酸锌,高氯酸的酸性和氧化性极强,为工艺过程带来了极大的安全风险;另外,高氯酸锌的合成过程会产生大量的气体,也是不易控制的风险因素;而且,gtx的合成须在60℃左右的高温下进行,同时需要严格控制物料混合速度,造成了工艺的能源消耗大、操作难度高、安全风险大。

4、另外的,nhn的分子结构为ni(n2h4)3(no3)2,其中的镍离子(二价)属于重金属离子,使用后的残留物会对土壤和空气造成严重污染,并通过空气、水源等途径进入生命体,对生命体的健康造成极大危害;同时,从制备工艺来看,在nhn的合成过程中会使用高浓度的水合肼溶液,水合肼的挥发性极强、易燃易爆,且生物毒性高,为工艺过程带来了极大的安全风险和健康伦理隐患;另一方面,nhn的合成也须在60℃左右的高温下进行,并需要严格控制物料混合速度,造成相应工艺同样存在着能源消耗大、操作难度高、安全风险大的缺点。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种双钙钛矿结构的起爆药以及合成方法,该起爆药起爆能力优异,并且安全环保。

2、为达到以上目的,本专利技术采用的技术方案为:一种双钙钛矿结构的起爆药,化学式如下:

3、

4、本专利技术还提供了一种双钙钛矿结构的起爆药的合成方法,具体包括如下步骤:

5、步骤一、称取一定量的三乙烯二胺二盐酸盐固体和一定量的氯化铵粉末溶于一定量的水中配制得到三乙烯二胺二盐酸盐与氯化铵的混合溶液;

6、步骤二、称取一定量的高碘酸钠粉末溶于一定量的水中配置高碘酸钠水溶液;

7、步骤三、室温下,在一定转速下将高碘酸钠水溶液加入至三乙烯二胺二盐酸盐与氯化铵的混合溶液中,并混合一段时间;

8、步骤四、持续搅拌一段时间后,过滤得到无色透明至白色或灰白色晶体;

9、步骤五、采用冰水或95%体积分数的无水乙醇或乙腈对白色或灰白色晶体洗涤后烘干,即得到所述起爆药。

10、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:

11、dppe-1的分子结构是合成的新化合物,dppe-1的结构属于双钙钛矿型,其结构通式为“a2bb'c6”型,在它的结构中包含四种不同的组分,各组分间通过非共价相互作用连接,不存在复杂不可控的骨架重组和基团引入,依靠该自组装式的反应机理,反应底物能在室温下以极快的速度精准的构建目标分子;

12、(2)dppe-1分子具有基于物质结构的本质安全性,dppe-1结构中不含重金属离子和高氯酸根离子,且高碘酸根离子最终转化为无毒无害的碘单质,该分子结构具有本质的绿色环保性;

13、(3)dppe-1分子结构是经过科学总结后精确设计的结果,直接导致了其性能的优异性,由钠离子、铵离子和高碘酸根离子所构成的双钙钛矿结构骨架的空隙大小约为而三乙烯二胺二价阳离子的分子空间直径约为能够与该空隙最大程度匹配,使得其原子堆积效率达到80.7%,高的原子堆积效率能赋予结构高的密度,同时高的孔隙填充率更有利于提升整体结构的稳定性;并且,高碘酸根离子的氧化性强于高氯酸根离子,氧化还原反应速度更快,更有利于促使药剂在短时间、短距离内从燃烧转变为爆轰;

14、(4)dppe-1的极限起爆药量为5mg,低于nhn的120mg、gtx的50mg,因此,dppe-1是一种起爆能力极为优异的起爆药。

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【技术保护点】

1.一种双钙钛矿结构的起爆药,其特征在于,化学式如下:

2.一种双钙钛矿结构的起爆药的合成方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种双钙钛矿结构的起爆药,其特征在于,化学式如下:

2...

【专利技术属性】
技术研发人员:张嘉恒冯永安张计传吴万宝
申请(专利权)人:常州千沐新能源有限公司
类型:发明
国别省市:

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