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化学进展 2008, Vol. 20 Issue (04): 526-537 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

高氮化合物及其含能材料*

阳世清1 徐松林1** 黄亨健2 张炜1 张兴高1   

  1. (1.国防科技大学航天与材料工程学院 长沙 410073
    2.中国工程物理研究院化工材料研究所 绵阳 621900)
  • 收稿日期:2007-05-08 修回日期:2007-06-29 出版日期:2008-04-24 发布日期:2008-04-24
  • 通讯作者: 徐松林

High Nitrogen Compounds and Their Energy Materials

Yang Shiqing1 Xu Songlin1** Huang Hengjian2 Zhang Wei1 Zhang Xinggao1   

  1. (1. College of Aeronautic and Material Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
    2. Institute of Chemical Materials, CAPE, Mianyang 621900, China)
  • Received:2007-05-08 Revised:2007-06-29 Online:2008-04-24 Published:2008-04-24
  • Contact: Xu Songlin
高氮含能化合物及其含能材料是新型含能材料领域的研究热点之一。相比于传统的含能材料,高氮含能材料具有很多优异或独特的理化性能和爆轰性能。本文综述了新型高氮化合物及其含能材料的研究进展,介绍了国内外近十年来众多研究小组的相关工作,重点阐述了四嗪、四唑和呋咱3大类高氮含能化合物的合成、性能及应用研究进展。结合作者的研究工作,进一步探讨了高氮含能化合物在钝感高能炸药、推进剂和新型气体发生剂等含能材料领域中的应用前景。
The development of energy materials based on high nitrogen energy compounds (HiNC) is one of the forefronts and hot areas of the energy materials, on account of their excellent or particular physics and chemsitry perfromance and explosive capability. The advances in the new high nitrogen compounds and energy materials are briefly reviewed. Relevant works of other groups worldwide are introduced, espically as the synthesis, performance and application investigation of tetrazine, tetrazole and furazan based HiNC. The application prospects of HiNC in insensitive high energy explosives, propellants and new gas generants is further explored according to author’s research.

中图分类号: 

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[ 1 ] 董海山(Dong H S) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2004 , z : 1 —11
[ 2 ] Talawar M B , Sivabalan R , Asthana S N , et al . Combust . Explos. Shock Waves , 2005 , 41(3) : 264 —277
[ 3 ] AndrewL L. University of Illinois at Urbana-Champaign Organic Chemistry Spring Seminar , Illinois : Elsevier , 2005. 120 —126
[ 4 ] 黄辉(Huang H) , 王泽山(Wang Z S) , 黄亨建(Huang HJ ) 等.火炸药学报( Chinese Journal of Explosives and Propellants) ,2005 , 28(4) : 9 —13
[ 5 ] Pagoria P , Gregory L , Alexander M, et al . Thermochimica Acta ,2002 , 384 : 187 —204
[ 6 ] Ronald A. Advanced Energetic Materials. Washington D C:National Academies Press , 2004. 17 —21
[ 7 ] Fried L E , Manaa M R , Pagoria P F , et al . Annu. Rev. Mater.Res. , 2001 , 31 : 291 —321
[ 8 ] Pagoria P F , Lee GS , Schmidt R D , et al . Insensitive Munitions and Energetic materials Technology Symposium. Bordeaux :Springer , 2001. 147 —156
[ 9 ] 周阳(Zhou Y) , 龙新平(Long X P) , 王欣(Wang X) 等. 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14 ( 4) :315 —320
[10] Hiskey M A , Chavez D E. Insensitive High-Nitrogen Compounds.LA-UR-01-1493 , 2001
[11] 伍越寰(Wu Y H) , 李伟昶(Li WC) , 沈晓明(Shen XM) . 有机化学(Organic Chemistry) . 合肥: 中国科学技术大学出版社(Hefei : University of Science and Technology of China Press) ,2002. 342 —348
[12] 徐寿昌(Xu S C) . 有机化学(Organic Chemistry) . 北京: 高等教育出版社(Beijing : Higher Education Press) , 2002. 231 —236
[13] Edward L , Norfolk , Malcolm F. US 5 260 291 , 1993
[14] Frumkin A E , Churakov A M, Strelenko Y A. Russ. Chem.Bull . , 2002 , 49(3) : 482 —486
[15] Smirnov O Y, Churakov A M. Russian Chemical Bulletin ,International Edition , 2002 , 51(10) : 1841 —1848
[16] 刑其毅(Xing Q R) , 徐瑞秋(Xu R Q) , 周政(Zhou Z) 等. 基础有机化学(The Basic Organic Chemistry) . 北京: 高等教育出版社(Beijing : Higher Education Press) , 1980. 933 —943
[17] 肖鹤鸣(Xiao H M) , 陈兆旭(Chem X Z) . 四唑化学的现代理论(The Modern Theory of Tetrazole Chemistry) . 北京: 科学出版社(Beijing : Science Press) , 2000. 176 —192
[18] 李战雄(Li Z X) , 唐松青( Tang S Q) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14(1) : 77 —79
[19] Huynh M H V , Hang V , Hiskey M A , Chavez D E , et al . J .Am. Chem. Soc. , 2005 , 127 : 12537 —12543
[20] Hiskey M A , Chavez D E , Naud D L. US 6 675 059 , 2003
[21] Hiskey M A , Chavez D E , Naud D L. US 6 342 589 , 2002
[22] Hiskey M A , Goldman N , Stine J . J . Energetic Mater. , 1998 ,16 : 119 —127
[23] Son S F , Berghout H L , Chavez D E , et al . Proceedings of the Combustion Institute , 2000 , 28(1) : 919 —924
[24] Coburn M, Hiskey M A , Lee K. J . Heterocyclic Chem. , 1993 ,30 : 1593 —1595
[25] Chavez D E , Hiskey M A , Gilardi R D. Angew. Chem. Int .Ed. , 2000 , 39 : 1791 —1793
[26] Sheremetev A B , Aleksandrove N S. Mendeleev Communication ,1998 , 8 : 238 —239
[27] Zwlenin A K, Trudell M L , Gilardi R D. J . Heterocycl . Chem. ,1998 , 35 : 151 —157
[28] Sheremetev A B. 29th International Aannual Conference of ICT.Karlsruhe : Springer , 1998. 1 —6
[29] Novikova T , Melnikova T , Kharitonova O , et al . Mendeleev Commun. , 1994 , 4 : 138 —140
[30] Kerth J , Lêbbecke S. Propell . Exoplos. Pyrotech , 2002 , 27(2) :111 —118
[31] Lêbbecke S , Achim P , Horst H. Propell . Exoplos. Pyrotech ,1999 , 24(3) : 168 —175
[32] Lêbbecke S , Stefan S. The 29th Proceedings of the NATAS Annual Conference on Thermal Analysis and Applications. NATAS , 2001.679 —684
[33] Lêbbecke S , Schuppler H , Schweikert W. J . Thermal Analysis and Calorimetry , 2003 , 72 : 453 —463
[34] Talawar M B , Sivabalan R , Asthana S , et al . Combust . Explos.Shock Waves , 2005 , 41(3) : 264 —277
[35] Sivabalan R , Talawar M B , Senthilkumar N , et al . Thermal Analysis and Calorimetry , 2004 , 78 : 781 —792
[36] Sivabalan R , Anniyappan M, Pawar S J , et al . J . Hazard Mater. , 2006 , 137 (2) : 672 —280
[37] Talawar M B , Sivabalan R , Senthilkumar N , et al . J . Hazard Mater. , 2004 , 113 (1) : 11 —25
[38] Hammerl A , Klapêtke T M, Nêth H , et al . J . Inorg. Chem. ,2001 , 40 : 3570 —3575
[39] Marcus H J , Covina W. US 3 244 702 , 1966
[40] 王伯周(Wang B Z) , 廉鹏(Lian P) , 刘愆(Liu Y) 等. 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14(5) : 352 —354
[41] 王伯周(Wang B Z) , 廉鹏(Lian P) , 刘愆(Liu Y) 等. 火炸药学报(Chinese Journal of Explosives and Propellants) , 2006 , 29(2) : 15 —18
[42] 胡焕性(Hu H X) , 张志忠(Zhang Z Z) , 赵凤起(Zhao F Q)等. 兵工学报(Acta Armamentarii) , 2004 , 25(2) : 255 —258
[43] 孙忠祥(Sun Z X) , 姜云刚(Jiang Y G) . 2005 年火炸药技术学术研讨会( Symposium on Technology of Explosires and Propellants) . 长沙(Changsha) , 2005 , 45 —49
[44] 邓敏智(Deng M Z) , 杜恒(Du H) , 赵凤起(Zhao F Q) 等. 固体火箭技术( Chinese Journal of Solid Rocket Technology) ,2003 , 26(3) : 53 —54
[45] 赵凤起(Zhao F Q) , 陈沛(Chen P) , 李上文(Li S W) 等. 兵工学报(Acta Armamentarii) , 2004 , 25(1) : 30 —33
[46] 黄明(Huang M) , 李洪珍(Li H Z) , 董海山(Dong H S) 等. 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2004 , z : 73 —78
[47] 黄明(Huang M) , 李洪珍(Li H Z) , 李金山(Li J S) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14(2) : 114 —115
[48] 李洪珍(Li H Z) , 黄明(Huang M) , 黄奕刚(Huang Y G) 等.含能材料( Chinese Journal of Energetic Materials) , 2005 , 13(3) : 192 —196
[49] 潘 (Pang J) , 何金选(He J X) , 陶永杰(Tao Y J ) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2004 , z : 58 —59
[50] 潘 (Pang J) , 何金选(He J X) , 陶永杰(Tao Y J ) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14(2) : 116 —118
[51] 史彦山(Shi Y S) , 李战雄(Li Z X) , 欧育湘(Ou Y X) 等. 火炸药学报(Chinese Journal of Explosives & Propellants) , 2002 ,22(2) : 14 —16
[52] 王艳飞(Wang Y F) , 欧育湘(Ou Y X) , 吴相国(Wu X G) 等.北京理工大学学报(Journal of Beijing Institute of Technolgoy) ,2006 , 26(5) : 461 —463
[53] 欧育湘(Ou Y X) , 刘进全(Liu J Q) . 高能量密度化合物(High Energetic Density Compounds) . 北京: 国防工业出版社(Beijing : National Defense Industrial Press) , 2005. 78 —92
[54] 邓敏智(Deng M Z) , 王家坡(Wang J P) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2002 , 10(2) : 56 —58
[55] 王欣(Wang X) . 四川大学硕士论文(MS Dissertation of Sichuan University) , 2002
[56] 岳守体(Yue S T) . 国防科技大学硕士论文(MS Dissertation of National University of Defense Technology) , 2003
[57] 阳世清(Yang S Q) , 岳守体( Yue S T) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2003 , 11(4) : 231 —235
[58] 徐松林(Xu S L) . 国防科技大学硕士论文(MS Dissertation of National University of Defense Technology) , 2005
[59] 徐松林(Xu S L) , 阳世清( Yang S Q) . 合成化学(Chinese Journal of Synthetic Chemistry) , 2005 , 13(5) : 486 —488
[60] 徐松林(Xu S L) , 阳世清(Yang S Q) , 岳守体(Yue S T) . 火炸药学报(Chinese Journal of Explosives & Propellants) , 2005 ,25(3) : 52 —55
[61] 张兴高( Zhang X G) . 国防科技大学硕士论文(MS Dissertation of National University of Defense Technology) , 2005
[62] 张兴高(Zhang X G) , 朱慧(Zhu H) , 阳世清(Yang S Q) . 化学推进剂与高分子材料( Chemical Propellants & Polymeric Materials) , 2006 , 4(3) : 1 —5
[63] 雷永鹏(Lei Y P) . 国防科技大学硕士论文(MS Dissertation of National University of Defense Technology) , 2006
[64] 徐松林(Xu S L) , 阳世清(Yang S Q) , 张炜(Zhang W) 等. 化学通报(Chemistry) , 2006 , 69(9) : 685 —689
[65] 阳世清( Yang S Q) , 徐松林(Xu S L) . 化学研究与应用(Chemical Research and Application) , 2006 , 18(3) : 320 —323
[66] 徐松林(Xu S L) , 雷永鹏(Lei Y P) , 阳世清( Yang S Q) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14 (5) :340 —342
[67] 阳世清(Yang S Q) , 徐松林(Xu S L) , 岳守体(Yue S T) . 光电技术应用( Electro2Optic Technology Application) , 2006 , 21(4) : 22 —26
[68] Chavez D E , Tappan B C , Hiskey M A , et al . Propel . Expl .Pyro. , 2005 , 30(6) : 412 —417
[69] Hiskey M A , Chavez D E , Naud D L. US 6 312 537 , 2001
[70] 阳世清( Yang S Q) , 徐松林(Xu S L) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2005 , 13(6) : 362 —364
[71] Norris W P , Henry R A. J . Inorg. Chem. , 1964 , 29(3) : 650 —660
[72] Highsmith T K, Hajik R M. US 5 468 866 , 1995
[73] Naud D L , Hiskey M A. US 2 003 060 634 , 2003
[74] Neutz J , Grosshardt O , Schaufele S , at al . Propel . Expl . Pyro. ,2003 , 28(4) , 181 —188
[75] 徐松林(Xu S L) , 阳世清( Yang S Q) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2006 , 14(5) : 377 —380
[76] 张德雄(Zhang D X) , 张衍(Zhang Y) , 王琦(Wang Q) . 固体火箭技术(Chinese Journal of Solid Rocket Technology) , 2004 ,27 (1) : 32 —36
[77] Gunasekaran A , Boyer J , Trudell M L. Heteroatom Chemistry ,1993 , 5 : 441 —446
[78] Gunasekaran A , Jayachandran T. J . Heterocyclic Chem. , 1995 ,32 : 1405 —1407
[79] Solodyuk GD , Boldyrev M D , Gidaspov B V , et al . Zh. Org.Khim. , 1981 , 17(4) : 861 —865
[80] Beal R W. Master Dissertation of University of Delaware , 2000
[81] 周彦水(Zhou Y S) , 张志忠(Zhang Z Z) , 李建康(Li J K) ,等. 火炸药学报(Chinese Journal of Explosives & Propellants) ,2005 , 28(2) : 43 —46
[82] 赵凤起(Zhao F Q) , 陈沛(Chen P) , 罗阳(Luo Y) . 推进技术(Chinese Journal of Propulsion Technology) , 2004 , 25 ( 6 ) :570 —573
[83] Chavez D E , Hiskey M A , Darrenl N. Propel . Expl . Pyro. ,2004 , 29(4) : 209 —215
[84] 张兴高(Zhang X G) , 朱慧(Zhu H) , 张炜(Zhang W) . 含能材料(Chinese Journal of Energetic Materials) , 2004 , z : 48 —53
[85] 苗艳玲(Miao Y L) , 张同来(Zhang T L) , 乔小晶(Qiao X J )等. 有机化学(Chinese Journal of Organic Chemistry) , 2004 , 24(2) : 205 —209
[86] Makhova N N , Blinnikov A N. 30st International Annu. Conf .ICT , 1999. 58 —63
[87] 庞爱民(Pang A M) , 郑剑(Zhen J ) . 固体火箭技术(Chinese Journal of Solid Rocket Technology) , 2004 , 27(4) : 289 —293
[88] Ali A N , Son S F , Hiskey MA , et al . J . Propulsion and Power ,2004 , 20(1) : 120 —126
[89] Tappan A S , Long G T , Kravitz S H. 41st AIAA Aerospace Science Meeting and Exhbit . Reno , N V , 2003. 242
[90] Hiskey M A , Chavez D E , Darrenl N. US 6 458 227 , 2002
[91] Committee on Technology for Future Naval Forces , National Research Council . Technology for the United States Navy and Marine Corps. 2000 —2035 Becoming a 21st Century Force ,Weapons. Washington DC: National Academy Press , 1997. 48 —63
[92] Teague W, Wright A , Balkanli L. Proceedings of the 35th AIAAP ASMEPSAEPASCE Joint Propulsion Conference and Exhibit . Los Angeles CA , 1999. 31027
[93] 张君启(Zhang J Q) , 张炜(Zhang W) , 朱慧(Zhu H) 等. 火炸药学报(Chinese Journal of Explosives & Propellants) , 2006 , 29(4) : 36 —40
[94] 李芳(Li F) , 张为华(Zhang W H) , 张炜(Zhang W) 等. 国防科技大学学报( Journal of National University of Defense Technology) , 2005 , 27(4) : 4 —7
[95] Helmy A M, Tong W, US 6 431 597 , 2002
[96] Khandhadia P , Burns S , Williams G. US 6 201 505 , 2001
[97] Khandhadia P , Burns S. US 6 306 232 , 2001
[98] 鲍桐(Bao T) , 张炜(Zhang W) , 阳世清( Yang S Q) 等. 中国宇航学会固体火箭推进专业委员会第二十一届年会固体火箭推进技术学术会议论文集(Symposium of the 21st CSA Solid Rocket Propulsion Commitiee Conference on Solid Rocket Propulsion Technology) . 苏州(Suzhou) , 2004. 81 —84

[1] 何静, 陈佳, 邱洪灯. 中药碳点的合成及其在生物成像和医学治疗方面的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 655-682.
[2] 鄢剑锋, 徐进栋, 张瑞影, 周品, 袁耀锋, 李远明. 纳米碳分子——合成化学的魅力[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 699-708.
[3] 杨孟蕊, 谢雨欣, 朱敦如. 化学稳定金属有机框架的合成策略[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 683-698.
[4] 王新月, 金康. 多肽及蛋白质的化学合成研究[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 526-542.
[5] 刘雨菲, 张蜜, 路猛, 兰亚乾. 共价有机框架材料在光催化CO2还原中的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 349-359.
[6] 龚智华, 胡莎, 金学平, 余磊, 朱园园, 古双喜. 磷酸酯类前药的合成方法与应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 1972-1981.
[7] 林业竣, 李艳梅. 翻译后修饰Tau蛋白及其化学全/半合成[J]. 化学进展, 2022, 34(8): 1645-1660.
[8] 宝利军, 危俊吾, 钱杨杨, 王雨佳, 宋文杰, 毕韵梅. 酶响应性线形-树枝状嵌段共聚物的合成、性能及应用[J]. 化学进展, 2022, 34(8): 1723-1733.
[9] 徐鹏, 俞飚. 聚糖化学合成的挑战和可能的凝聚态化学问题[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1548-1553.
[10] 李诗宇, 阴永光, 史建波, 江桂斌. 共价有机框架在水中二价汞吸附去除中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1017-1025.
[11] 王鹏, 刘欢, 杨妲. 烯烃的氢甲酰化串联反应研究[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1076-1087.
[12] 马晓清. 石墨炔在光催化及光电催化中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1042-1060.
[13] 赵聪媛, 张静, 陈铮, 李建, 舒烈琳, 纪晓亮. 基于电活性菌群的生物电催化体系的有效构筑及其强化胞外电子传递过程的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(2): 397-410.
[14] 闫保有, 李旭飞, 黄维秋, 王鑫雅, 张镇, 朱兵. 氨/醛基金属有机骨架材料合成及其在吸附分离中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(11): 2417-2431.
[15] 杨林颜, 郭宇鹏, 李正甲, 岑洁, 姚楠, 李小年. 钴基费托合成催化剂的表界面性质调控[J]. 化学进展, 2022, 34(10): 2254-2266.
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高氮化合物及其含能材料*