Crystal Growth & Design：3-氨基-4-呋喃-4-甲酸与过渡金属结合制备高氯酸铵分解功能高能催化剂

我团队在《Crystal Growth & Design》(中科院1区，影响因子4.01）发表了题为“Combination of 3-Aminofurazan-4-carboxylic Acid and Transition Metals to Prepare Functional Energetic Catalysts for Catalyzing the Decomposition of Ammonium Perchlorate”的研究论文。该成果由环境友好能源材料国家重点实验室、信息工程学院合作完成，我团队博士研究生黄涛为第一作者，金波教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。

【研究背景】

复合固体推进剂是一种多相含能复合材料，作为导弹、飞机和航天器的动力源，对国防和航天工业的发展具有重要影响。复合固体推进剂的组成包括固体氧化剂、聚合物粘结剂、金属燃料和其他功能成分，其中固体氧化剂占大部分(40?90wt%)。高氯酸铵(AP)是使用最广泛的固体氧化剂，其特点是氧含量高、气体释放量高、对外部冲击的敏感性低、与其他成分兼容且成本低。然而，AP的广泛应用面临的主要挑战是克服了分解温度过高的问题，并伴随着放热不集中、燃烧速度低和浪费原材料。

【工作简介】

为了改善高氯酸铵(AP)的燃烧性能，需要开发更多的高性能燃烧催化剂。本工作将3-氨基呋喃-4-羧酸(AFCA)与过渡金属(Co、Ni、Fe、Cu、Mn)配位，合成了5种新型含能配合物。用单晶X-射线衍射法确定了它们的结构。用差示扫描量热法和热重分析法表征了配合物的热稳定性。这五种络合物表现出比传统炸药TNT更好的能量特性。与金属结合后，络合物的热稳定性得到了一定程度的提高。在AP中加入10wt%的络合物，用差热分析仪进行催化实验。结果表明，以锰为金属中心的催化剂效果最好，使AP的高温分解峰降低了133.3℃，活化能E降低了102.2 kJ/mol，混合物放热量提高了4倍以上。用热重分析-傅里叶变换红外光谱对AP的催化过程进行了监测，结果表明AP的HTD有了显著的提高。

文章连接： https://doi.org/10.1021/acs.cgd.1c01502