Dalton Transactions：绿色铋基金属有机框架催化剂用于RDX燃烧与热分解。

我团队在《Dalton Transactions》（中科院3区，影响因子3.3）发表了题为“A Green Bismuth Metal-Organic Framework Catalyzing RDX Combustion and Thermal Decomposition”的研究论文，我团队博士研究生黄涛为第一作者，彭汝芳教授和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】
固体推进剂是导弹与航天器的关键能源材料，其燃烧性能直接影响武器的射程、隐身性和打击效能。在复合改性双基推进剂中，RDX作为高能氧化剂虽能提升能量水平，却存在燃烧速率低、压力指数高等问题。传统铅基催化剂虽能改善燃烧性能，但其高毒性及环境污染问题日益突出。铋基化合物因其低毒性和与铅相当的催化活性被视为理想的绿色替代材料，但其在推进剂中的系统研究仍相对有限。金属有机框架材料因其高比表面积、可调控孔隙结构及良好的稳定性，在燃烧催化领域展现出广阔前景。基于此，本研究设计并合成了一种新型铋基MOF催化剂，并系统研究其对RDX及NC+NG体系的催化行为。

【工作简介】
我团队成功合成了一种基于2,3-吡嗪二甲酸配体的新型三维铋基金属有机框架催化剂[Bi₂(pzdc)₄]·2DMF，并通过单晶X射线衍射、热分析、XPS等多种手段对其结构、热稳定性及水稳定性进行了系统表征。该催化剂具有良好的热稳定性，框架分解温度达199.1 °C与285.5 °C，并且在水中浸泡7天后仍能保持晶型稳定。催化性能研究表明，该催化剂能显著降低RDX的分解温度（从241.8 °C降至240.7 °C）及表观活化能（降幅达19.19 kJ·mol-1），同时促进NC+NG的分解。TG-FTIR分析表明，催化剂主要通过促进RDX分子中碳氮键断裂加速其分解，而不改变其反应路径。激光点火实验进一步证实，添加催化剂后RDX/NC+NG混合体系的点火延迟时间从551 ms缩短至308 ms，火焰燃烧更加集中剧烈，燃烧时间显著减少。本研究为开发高效、绿色、稳定的铋基燃烧催化剂提供了新材料与新思路，对推进固体推进剂的环保化与高性能化具有重要意义。

文章链接：https://doi.org/10.1039/D5DT01939G