Fe3+掺杂对硝酸羟胺热稳定性的影响及其机理

作者：刘建国; 安振涛; 张倩; 李天鹏; 卞立新; 李赫

来源：火炸药学报, 2017, 40(01): 53-58.

DOI：10.14077/j.issn.1007-7812.2017.01.011

• 物理化学
• 硝酸羟胺
• HAN
• Fe3+
• 热稳定性
• 机理

为研究Fe3+掺杂对硝酸羟胺(HAN)热稳定性的影响,在升温速率分别为3、4、5K/min下对无Fe3+以及Fe3+掺杂的HAN水溶液进行热分析。借助非等温DSC曲线的参数值,应用Kissinger和Ozaw方法分别计算热分解反应动力学参数。采用密度泛函方法对影响机理进行研究,优化得到NH2OH及其与Fe3+形成配位化合物Fe(NH2OH)3+6的稳定构型,计算了N-H和O-H键的键长、Wiberg键级以及分子的前线轨道分布。结果表明,Fe3+掺杂使得硝酸羟胺的热稳定性降低,使HAN的起始分解温度平均降低约16℃,表观活化能略有升高,指前因子大幅增加,热分解反应速率提高;NH2OH与Fe3+形成配位化合物Fe(NH2OH)3+6后,N-H和O-H键的键长增加,伸缩振动频率减弱,Wiberg键级减小,键周围的电子云密度减小,键的强度减弱,加快了HAN的热分解。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学; 沈阳铁路局