我合成全球首个全氮阴离子盐

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全球首个全氮阴离子盐在中国合成,这意味着我国占领了新一代超高能含能材料研究的国际制高点。这项研究由南京理工大学教授胡炳成所率的团队完成,相关论文日前发表在国际著名期刊《科学》上,这也是我国在该杂志上发表的含能材料领域首篇论文。

自1772年科学家从大气中分离出“氮”以后,直到1890年,才发现第一种全氮离子N3-,此后相关研究再无任何重大突破。虽然科学家对从N3到N13的各种全氮衍生物进行了大量的理论预测,却始终没能真正合成相关化合物。

1999年,美国空军研究实验室首次合成呈线状N5+阳离子,当时的研究目的是制造取代有毒的肼类火箭燃料的新型火箭燃料。胡炳成团队这次成功合成出全氮阴离子盐,是该领域的突破性成果。理论上,全氮类物质的能量水平可达104~105焦耳/克级别,这相当于TNT炸药的10到100倍。

“全氮类物质因具有高密度、高生成焓、超高能量及爆轰产物清洁无污染等优点而成为新一代超高能含能材料的典型代表,受到世界各国的重视。”胡炳成告诉记者,全氮阴离子盐的成功合成,标志着我国核心军事能力和军事技术已经达到国际制高点。“我们采用间氯过氧苯甲酸和甘氨酸亚铁分别作为切断试剂和助剂,通过氧化断裂的方式首次制备成功室温下稳定的全氮阴离子盐。热分析结果显示这种盐分解温度高达116.8摄氏度,具有非常好的热稳定性。”

全氮阴离子盐的成功合成,不仅为全氮阴离子高能化合物的制备奠定了坚实基础,更有助于我国核心军事能力的提升。“新型超高能含能材料是国家核心军事能力和军事技术制高点的重要标志,全氮阴离子的合成对全氮含能材料的发展具有重要科学意义。”胡炳成说。

《光明日报》(2017年02月03日 06版)

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责任编辑: 闫月

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