Chemical Engineering Journal：氢键和3D框架协调高能金属有机框架的安全性和爆轰性能之间的冲突

我团队在《Chemical Engineering Journal》(中科院1区，影响因子16.744）发表了题为“Hydrogen bond and 3D frameworks to reconcile the conflict between safety and detonation performance in energetic metal–organic frameworks”的研究论文，我团队博士研究生张锦浩为第一作者，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】

含能金属有机骨架(EMOFs)是一种将含能配体与金属离子结合在一起的新型含能材料，有望平衡炸药的灵敏度和安全性。配位溶剂分子对电磁场的能量性质有重要影响。结果表明:在不同的反应温度下，[K(AFTO)?H₂O]_n(1)和无溶剂的[K(AFTO)]_n(2)均为手性。EMOFs 1和2表现出优异的热稳定性(T_d,1 = 569 K, T_d,2 = 574 K)，对机械刺激不敏感(FS≥360 N, IS≥40 J;FS≥360 N, IS = 35 J(2))和良好的爆轰性能(D₁ = 8291 m·s^?1,P₁ = 31.9 GPa;D₂ = 8415 m·s^?1,P₂ = 32.7 GPa)。

【工作简介】

本文在不同的反应温度下获得了两种基于AFTO的三维EMOFs，即互穿网络[K(AFTO)]_n(1)和无溶剂[K(AFTO)]_n(2)。DSC、TG和力学敏感性测试结果表明，EMOFs 1和2具有良好的热稳定性和对机械刺激的不敏感性，优于目前报道的K-EMOFs (K₂DNAT、K₂DNABT和K₂BDNMAF)。通过理论计算，EMOFs 1和EMOFs 2也具有良好的爆轰性能(D₁=8291m·s^?1,P1= 31.9m·s^?1,GPa;D₂= 8415 m·s^?1,P2 = 32.7 GPa)。根据分子相互作用，研究表明EMOFs 1和2由于其三维骨架结构和强氢键，具有良好的爆轰性能和较高的安全性。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139762