三唑与锌/钴配位聚合物的合成、结构及性质表征

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吡唑、咪唑、三唑、四唑及其衍生物都是杂环芳香性化合物,被广泛地用作桥连配体。因1,2,4-triazole及其衍生物和它们的阴离子的多种配位模式和适中的配位场强度,使其配合物具有不同寻常的结构和性质。本文采用,1H-1,2,4-triazole(Htrz)、1H-1,2,4-triazol-3-amine(Hatrz)、1H-1,2,4-triazole-3,5-diamine(datrz)和3-amino-1H-1,2,4-triazole-5-carboxylic acid(H2atc)与Zn(Ⅱ)和Co(Ⅱ)离子构筑2D配位聚合物框架(次级结构单元),以Cl-,Br-,I-,SO42-,SCN-,pyrazine(pz)和4,4’-bpy等末端配体增大2D层间距和规整3D聚合物框架,经水热反应合成了13种三唑与锌/钴配位聚合物,测定了它们的晶体结构,并进行了元素分析,IR光谱和热稳定性(TGA)研究,对部分配位聚合物做了荧光分析表征。借助增大向外伸展的末端配体的方法,成功地实现了2D层之间H2O的包合,并在一定程度上做到了配位聚合物3D结构的规整。得到了同构物6·X与1·X(X=Br-,I-)和8·(NO32·6H2O与4·(NO32·6H2O。由于人们对三唑类配位聚合物的结构和其它物理化学性质的兴趣远胜于其高能性质的一面,使得这类配位聚合物本身作为高氮含能材料在促进高能推进剂催化分解方面的研究较少。配位聚合物[Zn(atrz)SCN]n·nH2O(2=ZnTS),[Zn5(atrz)6(μ2-O)]n(NO32n·6nH2O(4=ZnTO),[Co5(atrz)7(N33]n(7=CoTN)和[Co5(atrz)6(μ2-O)]n(NO32n·6nH2O(8=CoTO),具有高氮含能(尤其是CoTN,N51.54%,ΔH-2804 J·g-1)、对仪器设备和环境友好(不含Cl,Br,I等元素,不含Pb等重金属元素)等优点。利用DSC技术测定了这四种配聚合物和四种推进剂主要组分(AP、HMX、NC和RDX)二元混合体系的热分解行为,分析了配位聚合物对四种推进剂主要组分热分解行为的影响,把混合体系的热分解特征参数与推进剂单组分的参数相比较,归纳得到配合物对它们的影响趋势,以期得到的实验结果对该类配位聚合物在推进剂中的应用提供基础的实验支持。
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