摘要:最近,Chemistry– An AsianJournal編輯團隊,非常榮幸的邀請到了四位在MOF領域做出傑出貢獻的科學家擔任MOF專刊的客座編輯,他(她)們分別是日本AIST-京都大學化學能源材料開放創新實驗室(ChEM-OIL)主任兼揚州大學徐強教授(徐強教授同時也是歐洲科學院院士,2012年獲得湯姆森路透社前沿研究獎,2014~2017年被湯姆森路透社評爲化學和工程兩個領域的高被引頻科學家),美國加利福尼亞大學的Pingyun Feng教授,德國TU Dresden的Stefan Kaskel教授和印度Institute of Technology Kanpur的Parimal KantiBharadwaj教授。自點火離子液體是近年來逐漸發展起來的一種推進劑燃料,具有蒸氣壓低、結構可設計、液程寬、無毒或低毒等優點,有望作爲綠色、安全、低污染的新型推進劑燃料替代肼類化合物,是目前液體火箭推進劑領域的研究前沿和熱點。

“自點火”液體推進劑是一種與氧化劑接觸便可劇烈反應而自發點火燃燒的推進劑燃料,不需要點火系統,可大幅簡化火箭發動機的設計,因而更加安全可靠,是液體推進劑中最具代表性和最具發展潛力的一種。肼類化合物作爲目前世界各國普遍採用的自點火推進劑燃料,具有比衝高、點火延遲時間短等優勢,但同時也面臨高揮發性、高毒性、強致癌性的缺點。自點火離子液體是近年來逐漸發展起來的一種推進劑燃料,具有蒸氣壓低、結構可設計、液程寬、無毒或低毒等優點,有望作爲綠色、安全、低污染的新型推進劑燃料替代肼類化合物,是目前液體火箭推進劑領域的研究前沿和熱點。

疊氮功能化自點火離子液體推進劑

最近,哈爾濱工業大學(深圳)張嘉恆教授課題組利用疊氮基團高反應活性、高能量密度的特點,開發了5種疊氮功能化的陽離子前體,並與硝酸根、二氰胺根、硝基氰胺根等具有自燃特性的陰離子結合,製備了一系列新型的離子液體。研究人員對離子液體的熱性質、密度、粘度、生成焓等物化性質進行了較爲全面的表徵及模擬計算,並實測了離子液體與強氧化劑作用下的自發點火性能。結果表明,基於二氰胺根、硝基氰胺根陰離子的10種離子液體與100%硝酸接觸表現出良好的自發點火行爲,是典型的自點火離子液體。此外,物化性質方面的研究表明,大多數自點火離子液體的液程範圍超過了270℃,並具有較高的密度(1.11-1.29 g·cm-3)及密度比衝值(289.9-344.9 s·g·cm-3),性能明顯優於偏二甲基肼(UDMH)。特別是1-(2-疊氮乙基)-1-甲基吡咯烷鎓二氰胺離子液體的點火延遲時間縮短至7 ms,粘度低至30.9 m·Pas,展現出了巨大的應用前景。此外,上述疊氮功能化自點火離子液體均採用商品化且價格低廉的原料合成,其製備過程簡單,易於放大生產,有望作爲新型、綠色的液體推進劑,取代傳統的肼類化合物,應用於航空航天領域中。

相關工作發表在Chemistry– An AsianJournal, 2019, DOI:10.1002/asia.201900364.

作者: Dr. Zhenyuan Wang,Guangxing Pan, Dr. Binshen Wang, Dr. Ling Zhang, Prof. Dr. Weiwei Zhao, Prof. Dr.Xing Ma, Dr. Jichuan Zhang, and Prof. Dr. Jiaheng Zhang*

原文鏈接如下,https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/asia.201900364 或請點擊“閱讀原文”。

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最近,Chemistry– An AsianJournal編輯團隊,非常榮幸的邀請到了四位MOF領域做出傑出貢獻的科學家擔任MOF專刊的客座編輯,他(她)們分別是日本AIST-京都大學化學能源材料開放創新實驗室(ChEM-OIL)主任兼揚州大學徐強教授(徐強教授同時也是歐洲科學院院士,2012年獲得湯姆森路透社前沿研究獎,2014~2017年被湯姆森路透社評爲化學和工程兩個領域的高被引頻科學家),美國加利福尼亞大學的Pingyun Feng教授德國TU Dresden的Stefan Kaskel教授印度Institute of Technology Kanpur的Parimal KantiBharadwaj教授。同時還得到了大批相關領域科學家的鼎力支持,我們Chemistry– AnAsianJournal編輯團隊正在爲大家遴選,整理並發表這期關於MOF的專刊。本專刊計劃於2019年9月正式完成並推出,但是我們陸續遴選收錄的研究論文和綜述將會在第一時間在我們的期刊網站上線,以供大家的閱讀。

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