Biến thể đơn phương của hợp chất đồng kết tinh trimolecular của polynitramine năng lượng cao CL-20 với H2O2 và H2O: Tổng hợp và Cấu trúc

Russian Journal of Physical Chemistry B - Tập 16 - Trang 854-861 - 2022
N. V. Chukanov1, G. V. Shilov1, E. L. Ignat’eva1, D. V. Dashko2, D. B. Lempert1, A. I. Kazakov1, S. M. Aldoshin1
1Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Russia
2Special Design-Technology Bureau “Tekhnolog, St. Petersburg, Russia

Tóm tắt

Một hợp chất trimolecular rắn (TMC II) được hình thành bởi các phân tử 2,4,6,8,10,12-hexanitro-2,4,6,8,10,12-hexaazaisowurtzitane (CL-20), H2O2 và H2O với tỉ lệ mol là 2 : 0.8 : 0.2 và cấu trúc tinh thể của nó được nghiên cứu. Các tham số của tế bào đơn phương TMC II ở nhiệt độ 100 K như sau: a = 28.4513(15) Å, b = 8.9636(6) Å, c = 12.7811(8) Å, β = 113.486(9)°, và V = 2989.5(3) Å3; và mật độ tính toán được là 2.023 g/cm3. Nếu xem xét tỉ lệ thực của các thành phần TMC II, mật độ ở 292 K là 1.959 g/cm3. Cấu trúc của TMC II chứa các phân tử CL-20 trong hai trạng thái cấu hình, do đó các phân tử H2O2 xảy ra trong các môi trường địa phương khác nhau. Những kết quả này được xác nhận bởi dữ liệu phân tích hóa học, quang phổ hồng ngoại (IR) và trọng lượng nhiệt (TG).

Từ khóa

#Hợp chất trimolecular #CL-20 #H2O2 #H2O #cấu trúc tinh thể #phân tích hóa học #quang phổ hồng ngoại #trọng lượng nhiệt

Tài liệu tham khảo

U. R. Nair, R. Sibavalan, G. M. Gor, et al., Fiz. Goreniya Vzryva 41 (2), 3 (2005). Z. H. Xue, B. Huang, H. Li, and Q. L. Yan, Cryst. Growth Des. 20, 8124 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.cgd.0c01122 I. N. Zyuzin, I. Yu. Gudkova, and D. B. Lempert, Russ. J. Phys. Chem. B 14, 804 (2020). https://doi.org/10.1134/S1990793120050140 V. V. Zakharov, N. V. Chukanov, G. V. Shilov, G. V. Malkov, T. S. Larikova, V. V. Nedelko, A. G. Korepin, and B. L. Korsunsky, Russ. J. Phys. Chem. B 15, 622 (2021). https://doi.org/10.1134/S1990793121040126 I. Yu. Gudkova, V. P. Kosilko, and D. B. Lempert, Combust. Explos., Shock Waves 55, 32 (2019). https://doi.org/10.1134/S0010508219010040 T. M. Klapötke, Chemistry of High-Energy Materials, 3rd ed. (de Gruyter, Berlin, 2015). S. V. Sysolyatin, A. A. Lobanova, Yu. T. Chernikova, and G. V. Sakovich, Russ. Chem. Rev. 74, 757 (2005). https://doi.org/10.1070/RC2005v074n08ABEH001179 I. Yu. Gudkova, I. N. Zyuzin, and D. B. Lempert, Russ. J. Phys. Chem. B 14, 302 (2020). https://doi.org/10.1134/S1990793120020062 L. Hao, J. Wang, D. Zhai, et al., ACS Omega 5, 14767 (2020). https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01643 M. Ghosh, A. K. Sikder, S. Banerjee, M. B. Talawar, and N. Sikder, Def. Technol. 16, 188 (2020). https://doi.org/10.1016/j.dt.2019.05.018 V. P. Sinditskii, A. N. Chernyi, V. Y. Egorshev, et al., Combust. Flame 207, 51 (2019). https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.05.039 V. P. Sinditskii, A. N. Chernyi, S. Yu. Yurova, et al., Gorenie Vzryv 11 (3), 110 (2018). doi.org/https://doi.org/10.30826/CE18110314 Chang-gui Song, Xiao-dong Li, Yue Yang, et al., Def. Technol. (2021). https://doi.org/10.1016/j.dt.2020.12.005 D. Herrmannsdörfer, J. Stierstorfer, and T. M. Klapötke, Energy Mater. Front. 2, 51 (2021). https://doi.org/10.1016/j.enmf.2021.01.004 N. V. Yudin, V. P. Sinditskii, S. A. Filatov, et al., Chem. Plus Chem. 85, 1994 (2020). doi.org/https://doi.org/10.1002/cplu.202000534 G. Liu, H. Li, R. Gou, and C. Zhang, Cryst. Growth Des. 18, 7065 (2018). https://doi.org/10.1021/ACS.CGD.8B01228 K. B. Landenberger and A. J. Matzger, Cryst. Growth Des. 12, 3603 (2012). https://doi.org/10.1021/cg3004245 O. Bolton and A. J. Matzger, Angew. Chem. Int. Ed. 50, 8960 (2011). https://doi.org/10.1021/cg300424510.1002/anie.201104164 O. Bolton, L. R. Simke, P. F. Pagoria, and A. J. Matzger, Cryst. Growth Des. 12, 4311 (2012). https://doi.org/10.1021/cg3010882 Z. H. Xue, B. Huang, H. Li, and Q. L. Yan, Cryst. Growth Des. 20, 8124 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.cgd.0c01122 H. Qiu, R. B. Patel, R. S. Damavarapu, and V. Stepanov, Cryst. Eng. Commun. 17, 4080 (2015). Gui-yun Hang, Wen-li Yu, Tao Wang, Jin-tao Wang, and Zhen Li, J. Mol. Model. 23, 30 (2017). https://doi.org/10.1007/s00894-016-3193-8 Gang Han, Qi-Fa Li, Rui-Jun Gou, et al., J. Mol. Model. 23, 360 (2017). https://doi.org/10.1007/s00894-017-3525-3 C. An, H. Li, B. Ye, and J. Wang, J. Nanomater. 5, 1 (2017). https://doi.org/10.1155/2017/3791320 M. Ghosh, A. K. Sikder, S. Banerjee, and R. G. Gonnade, Cryst. Growth Des. 18, 3781 (2018). https://doi.org/10.1021/acs.cgd.8b00015 S. Sun, H. Zhang, Y. Liu, et al., Cryst. Growth Des. 18, 77 (2018). https://doi.org/10.1021/acs.cgd.7b00775 G. Y. Hang, W. L. Yu, T. Wang, and J. T. Wang, J. Mol. Model. 25, 10 (2019). https://doi.org/10.1007/s00894-018-3887-1 D. Herrmannsdörfer, P. Gerber, T. Heintz, M. J. Herrmann, and T. M. Klapötke, Propel. Explos. Pyrotech. 44, 668 (2019). https://doi.org/10.1002/prep.201800332 Menghua Zhang, Yingxin Tan, Xu Zhao, et al., Cryst. Eng. Commun. 22, 61 (2020). https://doi.org/10.1039/C9CE01447K D. Herrmannsdörfer and T. M. Klapötke, Cryst Growth Des. 21, 1708 (2021). https://doi.org/10.1107/S2053229614024218 S. Zhao, X. Song, Y. Wang, S. Liu, et al., J. Solid Rocket. Tech. 41, 479 (2018). https://doi.org/10.7673/j.issn.1006-2793.2018.04.014 D. Herrmannsdörfer, J. Stierstorfer, and T. M. Klapötke, Energy Mater. Front. 2, 51 (2021). https://doi.org/10.1016/j.enmf.2021.01.004 X. Ren, Y. Lu, Z. Lu, et al., Chin. J. Energy Mater. 28, 137 (2020). M. Ghosh, A. K. Sikder, S. Banerjee, M. B. Talawar, and N. Sikder, Def. Technol. 16, 188 (2020). https://doi.org/10.1016/j.dt.2019.05.018 R. Feng, S. Zhang, F. Ren, R. Gou, and L. Gao, J. Mol. Model. 22, 123 (2016). https://doi.org/10.1007/s00894-016-2998-9 Xiaolan Song, Yi Wang, Shanshan Zhao, and Fengsheng Lic, RSC Adv. 8, 34126 (2018). https://doi.org/10.1039/c8ra04122a Gui-yun Hang, Wen-li Yu, Tao Wang, and Jin-tao Wang, J. Mol. Struct. 1141, 577 (2017). https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2017.03.126 Z. Yang, H. Li, H. Huang, et al., Propel. Explos. Pyrotech. 38, 495 (2013). H. Li, Y. Shu, S. Gao, et al., J. Mol. Model. 19, 4909 (2013). https://doi.org/10.1007/s00894-013-1988-4 G. Y. Hang, W. L. Yu, T. Wang, J. T. Wang, and Z. Li, J. Mol. Model. 23, 281 (2017). https://doi.org/10.1007/s00894-017-3455-0 G. Y. Hang, W. L. Yu, T. Wang, and J. T. Wang, J. Mol. Model. 24, 158 (2018). https://doi.org/10.1007/s00894-018-3697-5 X. Q. Zhang, J. N. Yuan, G. Selvaraj, et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 17253 (2018). https://doi.org/10.1039/c8cp01841c T. K. Goncharov, Z. G. Aliev, S. M. Aldoshin, et al., Russ. Chem. Bull. 64, 366 (2015). N. I. Golovina, A. V. Raevskii, N. V. Chukanov, et al., Ros. Khim. Zh. 48 (1), 41 (2004). P. Main, R. E. Cobbledick, and R. W. H. Small, Acta Crystallogr., C 41, 1351 (1985). N. V. Chukanov, V. A. Dubovitskii, V. V. Zakharov, N. I. Golovina, B. L. Korsunskii, S. A. Vozchikova, V. V. Nedel’ko, T. S. Larikova, A. V. Raevskii, and S. M. Aldoshin, Russ. J. Phys. Chem. B 3, 486 (2009). N. V. Chukanov, S. A. Vozchikova, and B. L. Korsunskii, in Proceedings of the 5th Conference on Combustion and Explosion (Torus, Moscow, 2012), No. 5, Part 3, p. 275. J. C. Bennion, N. C. Chowdhury, J. W. Kampf, and A. J. Matzger, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 55, 13118 (2016). https://doi.org/10.1002/anie.201607130 E. L. Ignatieva, D. B. Lempert, N. V. Chukanov, G. V. Shilov, and S. M. Aldoshin, Russ. J. Phys. Chem. B 16, 300 (2022). D. B. Lempert and N. V. Chukanov, Centr. Eur. J. Energy Mater. 11, 285 (2014). D. B. Lempert and N. V. Chukanov, Combust. Explos., Shock Waves 50, 538 (2014). CrysAlis PRO, Program for Agilent X-Ray Diffractometers (Agilent Technol., Yarnton, Oxfordshire, UK, 2011). G. M. Sheldrick, Acta Crystallogr., C 71, 3 (2015).https://doi.org/10.1107/S2053229614024218 S. Pehkonen, Dissertation (Univ. of Helsinki, Helsinki, 2008), p. 49.