【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于復合固體推進劑的燃速催化劑，具體涉一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑及其制備方法與應用。
技術介紹
1、復合固體推進劑(htpb)是導彈和火箭發動機的主要動力原材料，目前復合固體推進劑中應用最廣泛的氧化劑是高氯酸銨(ap)，但是由于ap自身的分解溫度很高且分解不完全，這在很大程度上影響了推進劑的燃燒速度，而添加燃速催化劑已成為調節燃速最簡便、最常用的方法。
2、二茂鐵衍生物作為復合固體推進劑的燃速催化劑，能夠較大幅度地提高燃料的燃燒速度，性能上超過其它過渡金屬化合物，但是二茂鐵類燃速催化劑，如商業化的2,2’-二(乙基二茂鐵)（卡托辛cat.）、叔丁基二茂鐵和正丁基二茂鐵等，在推進劑存儲過程中存在易遷移、易揮發的弊端，這會導致推進劑老化和不可再生性。為了解決這些問題，很多學者對燃速催化劑進行了大量的改性，如在二茂鐵分子中引入能與丁羥膠作用的活性基團；制備二茂鐵離子化合物、聚合物或配合物等。這些方法雖然對降低二茂鐵類燃速催化劑的揮發性與遷移性起到了一定作用，但是遷移性問題還沒有徹底解決，而且由于這些燃速催化劑分子中往往只含有一個二茂鐵基團，二茂鐵含量低，燃速催化效果有限。
3、卟啉外圍不但可以連接多個二茂鐵分子，中心還能與各種金屬離子配位，將其應用于燃速催化劑領域，這樣的結構既能滿足增加分子量、提高鐵含量的要求，又能通過配位的金屬增加氧化還原與催化中心，進而達到提高燃速催化性能的作用。我們曾嘗試將二茂鐵修飾的卟啉作為復合固體推進劑的燃速催化劑，通過酯鍵和醚鍵將長鏈烷基二茂鐵連接在卟啉與金屬卟啉的外
技術實現思路
1、針對目前燃速催化劑存在的弊端，本專利技術提供一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑及其制備方法，并將其應用于復合固體推進劑中，解決燃速催化劑催化效率不高，而且易遷移的問題。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑，其結構如下面通式（i）或通式（ii）所示。分別為苯環間位被二茂鐵四氰丁二烯取代的5,15-二苯基卟啉及其金屬卟啉、以及苯環間位被二茂鐵四氰丁二烯取代的四苯基卟啉及其金屬卟啉;
4、;
5、其中，m為兩個氫2h或金屬元素zn、ni、cu、co中的一種。
6、上述通式（i）所示二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑的制備方法，包括以下步驟：
7、將3-二茂鐵乙炔基苯甲醛與雙吡咯甲烷用三氟乙酸（tfa）催化合成卟吩，再用2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌（ddq）氧化制得自由卟啉3a，隨后將3a與相應的醋酸鹽配位得到金屬卟啉3b~3e。將3a~3e在二氯甲烷（dcm）溶液中分別與click試劑四氰乙烯（tcne）反應，得到卟啉ia~ie；
8、。
9、上述通式（ii）所示二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑的制備方法，包括以下步驟：
10、將3-二茂鐵乙炔基苯甲醛與吡咯反應制得自由卟啉4a，隨后將其與金屬離子配位得到金屬卟啉4b~4e。將4a~4e在dcm溶液中分別與tcne進行click反應，得到卟啉iia~iie;
11、。
12、將此類催化劑按一定添加量添加到ap中，測試其對ap熱降解的促進作用。將此類催化劑模擬實際復合固體推進劑燃速催化劑的配方含量，與推進劑中其他各組分按比例混勻裝入玻璃管中測試其抗遷移性。
13、本專利技術的有益效果：
14、本專利技術通過tcne與炔卟啉的click反應，構筑含有多個氰基的二茂鐵功能化卟啉與金屬卟啉。本專利技術所提供的二茂鐵氰基卟啉及金屬卟啉類化合物文獻上未見報道。該類化合物對ap的熱降解具有顯著的催化作用，部分催化劑的催化性能優于卡托辛。氰基是極性較大的基團，多個大極性氰基可以與推進劑的丁羥膠形成氫鍵，將此類化合物作為復合固體推進劑的燃速催化劑模擬抗遷移性實驗，結果表明該類催化劑不遷移，因此本專利技術提供的氰基二茂鐵功能化卟啉及金屬卟啉在固體火箭推進劑燃速催化劑領域有較好的應用前景。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑，其特征在于，其結構如通式（I）或通式（II）所示：
2.權利要求1所述一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑，其特征在于，通式（I）所述化合物的制備方法包括如下步驟：
3.權利要求1所述一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑，其特征在于，通式（II）所述化合物的制備方法包括如下步驟：
4.權利要求1所述一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑在復合固體推進劑中的應用。
【技術特征摘要】
1.一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑，其特征在于，其結構如通式（i）或通式（ii）所示：
2.權利要求1所述一種二茂鐵氰基卟啉類燃速催化劑，其特征在于，通式（i）所述化合物的制備方法包括如下步驟：<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙海英，崔小海，錢超，劉祺，王佳亮，段志海，
申請(專利權)人：內蒙古大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。