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开发高能低感及环境友好的新型高能密度材料(HEDM)是现代军事的迫切需求。能量高、感度低、绿色环保一直是这个领域追求的目标之一。然而,高能量与低感度通常是一对矛盾体。近年来,越来越多的研究表明,富氮稠环含能离子盐能有效解决这一矛盾。因为,富氮稠环化合物具有更高的密度,高度的电子离域特性和较正的生成焓。另外,富氮稠环含能离子盐具有更多修饰位点,可以引入能量密度较高的基团(NO2、-NH-NO2、-O-NO2、-C(NO3)3等),使其具有更好的爆轰性能。目前富氮稠环化合物的含能离子盐成为近年来含能化合物研究的重要方向。目前所报道的三唑并三唑含能材料大多聚焦于其阳离子,且氧平衡OB很低,本论文设计并合成了三唑并三唑的含能阴离子(OB=-8.3%):以盐酸胍和水合肼为原料,经过取代、关环、硝化三步反应,制备了3,6,7-三硝胺基-7H-[1,2,4]三唑并[4,3-b][1,2,4]三唑(简称三硝胺三唑并三唑),产率60%,实验操作过程简单方便。并通过酸碱中和反应,将其衍生出6种含能离子盐。利用溶剂挥发法,获得化合物5、6、7的单晶,并通过X-射线单晶衍射确证了晶体结构:三种化合物都属于单斜晶系空间结构。这三种盐的阴离子中,碳-硝胺片段中的硝基几乎与稠环共平面,氮-硝胺片段中的硝基与稠环平面的夹角介于77.18°-87.45°;阴离子中未失去氢质子的碳-硝胺的共振结构形成了相应的分子内氢键,键长介于2.104-2.173?。化合物5中,胍阳离子与相应的三唑稠合骨架大致共面,最大二面角为12.39°;其阴离子呈2D双层堆积结构,相邻层之间的距离为2.977?和3.216?。化合物6中三唑环与两个氨基胍阳离子的二面角分别为11.50°和62.68°。化合物7中两个阳离子与三唑稠合骨架之间的二面角分别为6.93°和33.35°。化合物6和7的阴离子呈波状堆积,层间距分别为3.153?和3.196?。化合物7的同一层中相邻两个阴离子的二面角(67.73°)略大于化合物6的二面角(62.56°)。本论文对6种含能离子盐进行了13C NMR、1H NMR、IR、差示量热扫描仪(DSC)和元素分析表征。表征结果显示:这6种含能离子盐具有较好的热稳定性,分解温度介于151℃235℃;密度介于1.651.89 g cm-3,氧平衡则介于-42.8%-11.3%之间。利用Gaussian 09软件计算了含能离子盐27的生成焓,介于382.5869.9 kJ mol?1之间。分别测试了它们的撞击感度和摩擦感,并用EXPLO5(3v6.01)计算的爆速为85199518m s?1,爆压为27.641.1 GPa。除化合物3外,所有的盐表现出良好的热稳定性(>170℃)。它们大多具有可接受的感度和良好的爆轰性能。其中,化合物2(vD=9292 m s-1,P=36.9 GPa,IS=8 J,FS=192 N)的爆轰性能和感度都优于RDX。化合物3具有较高的密度(ρ=1.89 g cm-3),可接受的感度(IS=5 J,FS=108 N))及良好的爆轰性能(vD=9518 m s-1,P=41.1 GPa),综合性能与HMX相当,这些材料作为高能量密度材料有很好的应用前景。