系列氮唑类含能配合物的合成及其性质

李莲玉1，谭淑莲1，谢晓丹1，汤颖欣1，何春凤1，陈俊彬2* ，区泳聪1* ，吴建中1
（ 1． 广州市能源转化与储能材料重点实验室∥华南师范大学化学与环境学院，广州 510006； 2． 深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心，深圳 518067）
摘要： 氮唑类金属配合物是含能材料中研究较为广泛的一类材料，其结构易于调控，且具有高能低感的特性． 选用 1，2，4－三氮唑、四氮唑和 5－氨基四氮唑这三类配体，与 Zn2+ 、Cd2+ 、Cu2+ 等金属离子合成得到系列金属有机骨架结
华南师范大学学报（ 自然科学版）
Journal of South China Normal University（ Natural Science Edition）
2019，51（ 3） ： 18－23 doi： 10．6054 / j．jscnun．2019040
系列氮唑类含能配合物的合成及其性质
Shenzhen Entry－Exit Inspection and Quarantine Bureau，Shenzhen 518067，China）
Abstract： The coordination polymers based on azole ligands are among the most attractive energetic materials in recent years because of their tunable structures，high energy and low sensitivity． Three kinds of azole ligands，1，2，4－ triazole，tetrazole and 5－aminotetrazole，were chosen to construct a series of metal organic frameworks with different metal ions such as Zn2+ ，Cd2+ and Cu2+ ． These materials were measured with thermogravimetry，differential scanning calorimeter and oxygen bomb tests，which showed that the stability and density of the coordination polymers were significantly enhanced． The formation of enthalpies could be affected by the accumulation between suitable metal ions and energetic ligands． The result is instructive for future synthesis of high energetic coordination polymers． Keywords： energetic coordination polymers； azole ligands； combustion heat
控、性能多样而受到极大的关注，将多氮有机物作为 配体与金属离子构筑三维框架材料，有利于高能化 合物爆炸敏感度的降低，是实现构筑高能低感材料 的一种有效途径． 近年来，新型多维金属配位聚合 物含能材料 不 断 被 报 道［2－ 5］，其 中 南 京 理 工 大 学 的 胡炳成课题组合成了超高能量的含能材料全氮阴离 子及其金属盐结构，不仅实现了全氮离子的稳定化 （ 分解温度达 116．8 ℃ ） ，还有望实现全氮化合物这 一类潜在的超高能材料［6－7］．
含能材料是一类特殊的化学能源材料，在军用 武器装备、民用爆破、矿业冶金、建筑、石油行业等多 个领域具有广阔的应用前景． 随着国家的国防事业 和经济建设的发展，含能材料的研发越来越受到重 视． 合成具有高能低感的含能材料是目前科学界的 研究热点之一． 多氮化合物是近年来备受关注的新 型高能化合物，因其具有生成热较高、高氮低碳氢含 量、易于实现氧平衡、其分解产物无毒 （ 主要为氮 气） 等 优 势 而 被 公 认 是 一 类 理 想 的“绿 色 高 能 材 料”［1］． 金属有机框架材料（ MOFs） 因其结构易于调
择合适的金属离子与含能配体进行含能配合物的合成具有指导意义．
关键词： 含能配合物； 氮唑类配体； 燃烧热
中图分类号： O614．2
文献标志码： A
wenku.baidu.com
文章编号： 1000－5463（ 2019） 03－0018－06
The Synthesis and Properties of a Series of Energetic Coordination Polymers Based on Azole Derivatives
LI Lianyu1 ，TAN Shulian1 ，XIE Xiaodan1 ，TANG Yingxin1 ，HE Chunfeng1 ，CHEN Junbin2* ，OU Yongcong1* ，WU Jianzhong1
（ 1． Guangzhou Key Laboratory of Materials for Energy Conversion and Storage∥School of Chemistry and Environment， South China Normal University，Guangzhou 510006，China； 2． Testing and Technology Center for Industrial Products，
构，并对这些物质进行了热重、差热分析和燃烧热性能测试． 结果表明： 金属离子参与配位后，氮唑类配合物的热稳
定性得到了明显增强，其密度也随之增加，而热能数据表明合适的金属离子与含能配体参与配位能有效提高含能
配合物的标准摩尔生成焓，金属离子与有机配体的配位聚集程度对生成焓有一定的影响作用，研究结果对如何选