【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天推进剂及含能材料，涉及一种复配自燃离子液体及制备方法和应用。
技术介绍
1、液体火箭推进剂是一种液态物质或几种液态物质的组合，它们能进行放热的化学反应，形成高温的反应产物。其中自燃液体推进剂作为一类比较特殊的动力系统，具有结构简单、安全可靠性高、重复点火等优点，对航天器的轨控、姿控动力系统作用重大，成为航天动力系统研究的前沿及重点发展方向。
2、自燃推进剂由氧化剂和燃料两部分组成，燃料通常为肼及其衍生物，氧化剂为hno3、n2o4等。这些物质具有高挥发、强毒性、强腐蚀等不足，增加了推进剂操作难度及使用安全性，迫切需要开展新型绿色自燃推进剂体系的研发，满足新型航天器的快速发展需求。自2008年，首次报道了自燃离子液体，至今已有数百种自燃离子液体被合成，主要包括：二氰胺类、富硼氢类、肼类、次磷酸类、氰基硼氢类等，综合性能已优于现役自燃推进剂偏二甲肼。火箭级h2o2（＞90%）具有低毒、低蒸汽压、放热分解产物环保等特点，被广泛用作各类自燃燃料的绿色氧化剂，如低级脂肪醇、碳氢化合物、乙二醇醚等。h2o2-离子液体自燃推进剂能够实现燃料的绿色化、氧化剂的低腐蚀性，是绿色推进剂研究的关键。
3、近年来国内外学者已对离子液体在h2o2中的自燃行为进行了初步研究，如2019年bhosale等人研究阴离子为氰基硼氢根的离子液体（[emim][bh3cn]和[aeim][bh3cn]）时，发现其点火延迟均大于1000ms（bhosale v k, jeong j, kwon s. ignition of b
技术实现思路
1、针对现有技术中自燃离子液体与h2o2的点火延迟时间较长的技术问题，本专利技术提出一种复配自燃离子液体及制备方法和应用。该复配自燃离子液体由自燃离子液体和促进剂组成，具有良好的稳定性和较高的分解温度。使用的促进剂在自燃离子液体中具有良好的溶解性。添加本专利技术的复配自燃离子液体后，可以实现h2o2-复配自燃离子液体的快速自点火行为，与h2o2进行点火时，点火延迟时间低至55ms；与硝酸进行点火时，点火延迟时间低至1ms。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种复配自燃离子液体，该复配自燃离子液体由自燃离子液体和促进剂组成；其中所述自燃离子液体为氰基硼氢化1-烯丙基-3-乙基咪唑（il-1）或氰基硼氢化1-烯丙基-3-甲基咪唑（il-2）；所述促进剂为1,3-二甲基-4,5-二碘咪唑碘盐（p-1）或1,3-二甲基-4,5-二碘咪唑三碘盐（p-2）。
4、优选的，所述自燃离子液体质量分数为80wt%~95wt%；促进剂质量分数为5wt%~20wt%。
5、优选的，所述自燃离子液体质量分数为80wt%~90wt%；促进剂质量分数为10wt%~20wt%。
6、所述的复配自燃离子液体的制备方法为：将所述自燃离子液体与促进剂混合搅拌溶解后，得到复配自燃离子液体。所述混合搅拌溶解的条件为室温。
7、在本专利技术中，当促进剂浓度过高时，在同等条件下，有可能出现因溶解效果导致点火效果变差的情况。当促进剂浓度过低时，实验过程发现，在同等条件下，如促进剂含量为2%时的离子液体与89% h2o2的点火实验，结果显示点火延迟时间为1000ms左右，点火延迟远大于促进剂为20%时的效果。因此在本专利技术的实验方案下，促进剂含量为5wt%~20wt%。
8、所述的复配自燃离子液体在火箭推进剂领域的应用。
9、复配自燃离子液体在火箭推进剂领域的应用方法为：将所述复配自燃离子液体滴加至富氧化剂的氧化剂池中，充分接触后，发生自燃；所述氧化剂为h2o2。
10、所述氧化剂还可以为发烟硝酸。
11、所述h2o2的质量分数大于等于89%。
12、所述发烟硝酸的质量分数大于等于68%。
13、当复配自燃离子液体与h2o2进行点火时，点火延迟时间低至55ms；当复配自燃离子液体与发烟硝酸进行点火时，点火延迟时间低至1ms。
14、本专利技术中所用促进剂为实验室依据专利cn114276300a制备方法制备得到，自燃离子液体氰基硼氢化1-烯丙基-3-乙基咪唑（il-1）或氰基硼氢化1-烯丙基-3-甲基咪唑（il-2）为实验室制备，其制备方法为：
15、所述的自燃离子液体的制备方法，步骤如下：
16、
17、步骤a：中间体溴盐的制备
18、在室温条件下，将1-烯丙基咪唑加入盛有溶剂重蒸乙腈的反应瓶中，然后在氮气保护下缓慢滴入溴乙烷或溴甲烷，加入完毕后将反应混合物升温，使用油浴和搅拌设备进行回流反应。反应完成后用乙酸乙酯洗涤产物，并抽去多余溶剂得到产物1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐；
19、进一步，在步骤a中，1-烯丙基咪唑与溴甲烷和溴乙烷的摩尔比为1:（1.05~1.1）；反应中每毫摩尔1-烯丙基咪唑使用的溶剂重蒸乙腈的量为1ml。反应完成后每毫摩尔产物使用乙酸乙酯的量为0.5ml。
20、进一步，在步骤a中，反应温度为70℃，回流搅拌时间为30h~36h，乙酸乙酯洗涤产物2~3次。
21、步骤b：自燃离子液体的制备及提纯
22、在室温条件下，将1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐分别加入盛有溶剂重蒸乙腈的反应瓶中，按比例加入氰基硼氢钠后在室温下搅拌反应。反应完成后过滤出nabr盐，将剩余液体进行减压旋蒸得到离子液体粗制品。将得到的离子液体粗制品中加入二氯甲烷，放入冰箱冷藏，再进行过滤、减压旋蒸，后用真空蒸发装置及液氮抽去多余溶剂得到提纯后的自燃离子液体氰基硼氢化1-烯丙基-3-乙基咪唑（il-1）或氰基硼氢化1-烯丙基-3-甲基咪唑（il-2）。
23、进一步，在步骤b中，1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐与氰基硼氢钠的摩尔比均为1:（1.05~1.1）；反应中每毫摩尔1-烯丙基-3-乙基咪唑溴盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐使用的溶剂重蒸乙腈的量为1ml。
24、进一步，在步骤b中，室温搅拌时间为12~16h。
25、本专利技术具有以下有益效果：
26、1、本专利技术在实验过程中计算了相应的反应活化能数据，通过该数据判断促进剂和离子液体结合后初步认为生成的能量降低，因此反应会进行的更快。并且本专利技术对复配自燃离子液体的理化性质进行了检测，结果显示复配自燃离子液体的理化性质良好。复配自燃离子液体的密度几乎都提高至1.00g·cm-3以上，粘度相较于原先的离子液体略有增大，点火延迟本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复配自燃离子液体，其特征在于：所述复配自燃离子液体由自燃离子液体和促进剂组成；所述自燃离子液体为氰基硼氢化1-烯丙基-3-乙基咪唑或氰基硼氢化1-烯丙基-3-甲基咪唑；所述促进剂为1,3-二甲基-4,5-二碘咪唑碘盐或1,3-二甲基-4,5-二碘咪唑三碘盐。
2.根据权利要求1所述的复配自燃离子液体，其特征在于：所述自燃离子液体质量分数为80wt%~95wt%；促进剂质量分数为5wt%~20wt%。
3.根据权利要求2所述的复配自燃离子液体，其特征在于：优选的，所述自燃离子液体质量分数为80wt%~90wt%；促进剂质量分数为10wt%~20wt%。
4.权利要求1-3任一项所述的复配自燃离子液体的制备方法，其特征在于：将所述自燃离子液体与促进剂室温混合搅拌溶解后，得到复配自燃离子液体。
5.权利要求1-3任一项所述的复配自燃离子液体在火箭推进剂领域的应用。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：将所述复配自燃离子液体滴加至富氧化剂的氧化剂池中，充分接触后，发生自燃点火。
7.根据权利要求6所述的
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述氧化剂还可以为发烟硝酸。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述H2O2的质量分数大于等于89%。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述发烟硝酸的质量分数大于等于68%。
...【技术特征摘要】
1.一种复配自燃离子液体，其特征在于：所述复配自燃离子液体由自燃离子液体和促进剂组成；所述自燃离子液体为氰基硼氢化1-烯丙基-3-乙基咪唑或氰基硼氢化1-烯丙基-3-甲基咪唑；所述促进剂为1,3-二甲基-4,5-二碘咪唑碘盐或1,3-二甲基-4,5-二碘咪唑三碘盐。
2.根据权利要求1所述的复配自燃离子液体，其特征在于：所述自燃离子液体质量分数为80wt%~95wt%；促进剂质量分数为5wt%~20wt%。
3.根据权利要求2所述的复配自燃离子液体，其特征在于：优选的，所述自燃离子液体质量分数为80wt%~90wt%；促进剂质量分数为10wt%~20wt%。
4.权利要求1-3任一项所述的复配自燃离子液体的制备...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。