【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含能材料，涉及基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、炸药作为一种典型的含能材料，在军事和民用领域有着广泛的应用。然而，高能炸药往往对外界刺激非常敏感，安全问题严重制约了其实际应用。针对上述问题，研究者们已经付出了很多努力试图使得高能量和低感度在含能材料中能够兼容，包括：(1)分子水平的设计，包括官能团(如硝基、氨基等)的引入、多种类氮杂环的合并、盐的形成、分子结构的立体化学效应、氢键策略等；(2)含能材料分子的共晶设计；(3)基于高分子或其他物质包覆的含能复合材料的制备；(4)新型含能材料的开发，包括含能离子液体、含能聚合物等。这些研究策略已经取得了一定的效果，极大地丰富了含能材料的种类。然而，复杂的合成步骤、产率和成本、结晶难度、分散均匀性等方面给研究工作增加了很大难度，同时非含能组分包覆也会降低含能材料的能量密度和爆轰性能。
2、因此，探索高能低感的含能材料设计和研究思路来推动含能材料领域向前发展具有重要的科学意义。近年来，国内外专家学者们围绕多孔材料开展了一些含能材料相关研究工作。majano等人将高密度含能材料fox-7装入纯二氧化硅mfi型沸石纳米晶体的孔内，使fox-7在高于爆炸温度100℃左右不发生爆炸分解。2013年，北京理工大学庞思平教授团队首次报道了具有三维结构的阳离子含能金属有机骨架材料，优良的爆轰性能使其在含能材料领域具有很大的潜在应用价值。2016年，王博教授课题组及合作者以经典mof(hkust-1)作为导电框架前驱体，碳化后形成的多孔碳材
3、多孔芳香骨架(porous aromatic frameworks，pafs)是一类由芳香基构筑单元组成的新型多孔材料，在过去的十年里经历了迅猛的发展。芳香基构筑单元的结构种类丰富、化学反应活性良好，通过对结构单元的设计和pafs骨架的修饰，即可实现对pafs结构和孔道性质的调控，从而表现出不同的性能，应用于多种领域。例如，现有技术如cn113278162a中已对多孔芳香骨架含能材料(epafs)及其制备方法进行了初步地探究，但其制备得到的材料在具体爆轰性能方面仍存在提高空间，此外，如何进一步改良多孔芳香骨架含能材料的制备工艺，使其生产更加方便快捷，以兼具经济性和实用性，同样是行业内一贯追求的目标。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供了基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料及其制备方法和应用。以四嗪环和胍盐为原料，合成出多孔芳香骨架含能材料epaf-8和/或epaf-9，相关生成物具有高的能量密度和热稳定性，同时具有较低的感度，实现了高能低感含能材料的制备，同时在制备工序方面进行了优化改良，简化了获得最终产物的制备工序，且整个制备过程条件温和，工艺简单，具备较强的产业化应用潜力。
2、为实现上述效果，本专利技术第一方面提供一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料制备方法，所述多孔芳香骨架含能材料由四嗪环和胍盐聚合形成，其特征在于，包括如下具体步骤：s1：称取一定量的四嗪环和胍盐于双口瓶中，加入溶剂和n，n-二异丙基乙胺获得混合溶液，并对所述混合溶液进行超声处理；s2：在氮气保护下，在60-180℃油浴中，对所述s1中获得的经超声处理后的混合溶液搅拌反应2-4天，并将获得的产物过滤；s3：对s2中过滤得到的产物进行洗涤、干燥处理，得到多孔芳香骨架材料。
3、可选的，s1中所述四嗪环为3，6-二氯-1，2，4，5-四嗪；所述胍盐为三氨基胍盐酸盐或三氨基胍nto盐。
4、可选的，所述胍盐为三氨基胍盐酸盐，所述3，6-二氯-1，2，4，5-四嗪和三氨基胍盐酸盐的质量比为23：14；或，所述胍盐为三氨基胍nto盐，所述3，6-二氯-1，2，4，5-四嗪和三氨基胍nto盐的质量比为23：24。
5、可选的，s1中所述溶剂为甲苯、均三甲苯、邻二氯苯或n，n-二甲基乙酰胺中的至少一种。
6、可选的，s1中所述溶剂为均三甲苯，且所述混合溶液中，均三甲苯和n，n-二异丙基乙胺的容积比为5：1。
7、可选的，s3中所述对s2中过滤得到的产物进行洗涤、干燥处理具体包括：用二氯甲烷、乙醇、纯净水依次对s2中过滤得到的产物进行洗涤，80℃真空干燥过夜。
8、本专利技术的第二方面，提供一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料，所述多孔芳香骨架含能材料为epaf-8，且其具体结构如下：
9、
10、本专利技术的第三方面，提供另一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料，所述多孔芳香骨架含能材料为epaf-9，且其具体结构如下：
11、
12、可选的，所述四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料由上述制备方法制备得到。
13、本专利技术的第四方面，提供一种以上基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料在含能材料领域的应用。
14、本专利技术地有益效果为：
15、(1)基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料epaf-8和/或epaf-9具有阳离子电荷特性骨架、高能量密度、高的热稳定性和安定性，是具有很大应用潜力的含能材料。
16、(2)制备多孔芳香骨架材料的条件温和、工艺简单、便于操作，优化了现有制备工艺程序，同时保证了最终产物的较高产收率，满足实际的工业化生产要求。
17、此外，本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构及方法步骤实现并获得。
18、本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
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1.一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料制备方法，所述多孔芳香骨架含能材料由四嗪环和胍盐聚合形成，其特征在于，包括如下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于：S1中所述溶剂为甲苯、均三甲苯、邻二氯苯或N，N-二甲基乙酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：S1中所述溶剂为均三甲苯，且所述混合溶液中，均三甲苯和N，N-二异丙基乙胺的容积比为5：1。
6.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于：S3中所述对S2中过滤得到的产物进行洗涤、干燥处理具体包括：
7.一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料，其特征在于，所述多孔芳香骨架含能材料为EPAF-8，且其具体结构如下：
8.一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料，其特征在于，所述多孔芳香骨架含能材料为EPAF-9，且其具体结构如下：
9.根据权利要求7或8所述的多孔芳
10.一种根据权利要求8或9所述的基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料在含能材料领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于四嗪环和胍盐的多孔芳香骨架含能材料制备方法，所述多孔芳香骨架含能材料由四嗪环和胍盐聚合形成，其特征在于，包括如下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于：s1中所述溶剂为甲苯、均三甲苯、邻二氯苯或n，n-二甲基乙酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s1中所述溶剂为均三甲苯，且所述混合溶液中，均三甲苯和n，n-二异丙基乙胺的容积比为5：1。
6.根据权利要求1-3任一项所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕席卷，赵庆意，束庆海，宋健，秦丽媛，李超，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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