【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一类呋咱含能金属配合物及其制备方法，属于含能材料合成。
技术介绍
1、含能材料是炸药、推进剂和烟火剂的主要能量成分，被广泛应用于各兵种武器系统中，因此含能材料的能量水平在一定程度上决定了一个国家的武器和军事水平。
2、含能金属配合物是一种新型含能材料，在起爆药、高能炸药、固体推进剂及其燃速催化剂和烟火剂等含能材料的各个领域均具较高的应用价值与广阔的应用前景。不同于传统有机含能材料，含能金属配合物由有机功能含能配体与中心金属原子组成，并且还能以金属原子为节点，在合适的温度、溶剂和ph等合成条件下通过配位和拓扑进一步形成一维、二维与三维聚合物含能金属有机骨架。金属原子的类型对含能金属配合物的性能有一定的影响，但其能量水平主要是由有机含能配体决定的，因而在设计和合成前选用合适的功能配体，是获得优质含能金属配合物的关键。富氮唑类物质由于具有高生成热、高密度和高能量且兼具良好热稳定性等优异特性成为发展新型含能金属配合物及其聚合物的热门含能配体。富氮唑类化合物主要包括咪唑、吡唑、三唑、四唑和五唑，氮唑骨架上的n原子存在着孤对电子从而有利于形成单配位或多齿配位，且骨架上活泼氢而易被含能基团(如—no2、—nh2和—nhno2等)或唑类杂环等其他富氮杂环取代，在进一步提高配体各项性能的同时还能够增加配体的配位点并丰富配位模式以灵活调控最终得到的含能金属配合物的结构和性能，从而进一步缓解含能材料的能量与感度之间的矛盾，实现高能量和低感度。呋咱环在开发新型含能化合物中受到了高度关注：其环内含有两个c＝n键和两个n-o键，因
技术实现思路
1、本专利技术以3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱(ccdc号:2009505)为高氮配体设计并合成了一类呋咱含能金属配合物，其金属配合物具有高生成焓、高爆速以及良好的热稳定性，可用于含能材料领域。
2、本专利技术的目的在于提供一类呋咱含能金属配合物及其制备方法。
3、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
4、本专利技术的一类呋咱含能金属配合物，其结构通式为：
5、
6、式(a)中，[cation+]为cu2+、mn2+、co2+、ni2+、zn2+、ag+中的一种，[anion-]为no3-、clo4-中的一种；m为1或2；n为1～6的任意自然数；金属离子的引入可以进一步缓解含能材料的能量与感度之间的矛盾，提高能量和降低感度。
7、本专利技术所述一类呋咱含能金属配合物的合成方法，包括如下步骤：
8、步骤1)在60℃～90℃反应温度条件下，将3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱(ccdc号:2009505)溶解在溶剂水中，然后加入金属化合物，在60℃～90℃继续搅拌30min～60min，得到混合溶液；
9、步骤2)将步骤1)得到的混合溶液过滤，所得澄清滤液在室温中静置至出现晶体，所述晶体即为本专利技术所述的3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱金属配合物。
10、优选的，步骤1)所述金属化合物为cu(no3)2·6h2o、cu(clo4)2·6h2o、mn(no3)2·4h2o、mn(clo4)2·4h2o、co(clo4)2·6h2o、co(no3)2·6h2o、ni(clo4)2·6h2o、ni(no3)2·6h2o、zn(clo4)2·6h2o、zn(no3)2·6h2o、agno3、agclo4的一种；
11、优选的，所述3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱和金属化合物中金属原子的摩尔比为1：1～2：1；
12、优选的，步骤1)所述3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱和金属化合物中金属原子的摩尔比为2：1；
13、优选的，步骤(2)中，将混合溶液水系ptfe滤膜过滤，静置1天以上。
14、一种包括所述的一类呋咱含能金属配合物的含能材料。
15、优选的，所述的含能材料包括起爆药、高能炸药、推进剂、燃速催化剂和烟火剂的任意一种。
16、与现有技术相比，本专利技术的显著优点是：
17、1)本专利技术以3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱为高氮配体设计并合成了一类呋咱含能金属配合物及其制备方法，所述方法通过控制反应温度以及溶剂筛选，绿色、高效、环保、简单地制备得到所述呋咱含能金属配合物；选用水作为溶剂溶解有机配体和电离金属离子，为金属离子提供配位环境。得到的呋咱含能金属配合物具有高生成焓、高爆速以及良好的热稳定性。
18、2)本专利技术得到的一类呋咱含能金属配合物，经真密度仪测得，密度介于1.68-2.089g·cm-1之间；经kamlet-jacobs方程和explo5软件计算，爆速介于7578-8192m·s-1，爆压介于22-34gpa,是良好的高能量密度炸药。
19、3)本专利技术得到的一类含能金属配合物可应用于起爆药、高能炸药、推进剂、燃速催化剂和烟火剂等多个领域。
20、4)本专利技术涉及的合成方法工艺安全合理、简单易操作、反应条件温和、收率较高、生产成本低、基本无三废、对环境友好。
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1.一类呋咱含能金属配合物，其特征在于，具有以下结构通式：
2.权利要求1所述一类呋咱含能金属配合物，其中，所述式(a)所示的含能金属配合物为：
3.权利要求1或2所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
4.根据权利要求3所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将混合溶液用水系PTFE滤膜过滤，静置1天以上。
5.根据权利要求3所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于：所述金属化合物为Cu(NO3)2·6H2O、Cu(ClO4)2·6H2O、Mn(NO3)2·4H2O、Mn(ClO4)2·4H2O、Co(ClO4)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ni(ClO4)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、Zn(ClO4)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O、AgNO3、AgClO4的一种。
6.根据权利要求3所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于：所述3-氨基-4-(4，5-二氨基-1，2，4-三唑-3基)-呋咱和金属化合物中金属原子的摩
7.一种包括权利要求1或2所述一类呋咱含能金属配合物的含能材料。
8.如权利要求7所述的含能材料，其特征在于：所述的含能材料包括起爆药、高能炸药、推进剂、燃速催化剂和烟火剂的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一类呋咱含能金属配合物，其特征在于，具有以下结构通式：
2.权利要求1所述一类呋咱含能金属配合物，其中，所述式(a)所示的含能金属配合物为：
3.权利要求1或2所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：
4.根据权利要求3所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将混合溶液用水系ptfe滤膜过滤，静置1天以上。
5.根据权利要求3所述一类呋咱含能金属配合物的制备方法，其特征在于：所述金属化合物为cu(no3)2·6h2o、cu(clo4)2·6h2o、mn(no3)2·4h2o、mn(clo4)2·4h2o、...
【专利技术属性】
技术研发人员：林秋汉，马慧朝，张立南，赵品旭，齐原，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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