CN103641703A - 1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103641703A
CN103641703A CN201310637571.1A CN201310637571A CN103641703A CN 103641703 A CN103641703 A CN 103641703A CN 201310637571 A CN201310637571 A CN 201310637571A CN 103641703 A CN103641703 A CN 103641703A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dihydroxyanthraquinone
copper compound
copper
compound
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310637571.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103641703B (zh
Inventor
汪营磊
赵凤起
姬月萍
裴庆
安亭
郝海霞
徐司雨
谢钢
李鑫
谭艺
刘卫孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Modern Chemistry Research Institute
Original Assignee
Xian Modern Chemistry Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Modern Chemistry Research Institute filed Critical Xian Modern Chemistry Research Institute
Priority to CN201310637571.1A priority Critical patent/CN103641703B/zh
Publication of CN103641703A publication Critical patent/CN103641703A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103641703B publication Critical patent/CN103641703B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C46/00—Preparation of quinones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2204—Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208—Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2213—At least two complexing oxygen atoms present in an at least bidentate or bridging ligand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了结构式（I）所示的1,8-二羟基蒽醌铜化合物，其作为燃烧催化剂对改性双基固体推进剂具有优良的催化效果，能显著提高改性双基固体推进剂的燃速，降低压力指数。

Description

1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种1,8-二羟基蒽醌铜化合物，该化合物可作为固体推进剂的燃烧催化剂。
技术背景
在改善固体推进剂配方燃烧性能方面，当前常用的方法是通过加入一些化合物作为燃烧催化剂，其不仅能提高推进剂燃速和降低压力指数，还可产生“平台燃烧”或“麦撒燃烧”等燃烧特性，来调节固体推进剂的燃烧性能。因此，燃烧催化剂是双基系固体推进剂配方中不可或缺的组分，对推进剂的燃烧性能起着关键的调节作用。目前，双基系推进剂大多采用添加一定量的铅、铜和炭黑等组成的复合催化剂的方法，添加量一般为质量分数的1%-5%。
目前，雷索酸铅、水杨酸铅、硬脂酸铅等是双基系固体推进剂中常用的燃烧催化剂。但铅化合物具有较大的毒性，并且燃烧分解生成的氧化铅在发动机排气中为白色或浅蓝色的烟不利于导弹的制导和隐身，因此，开发无毒或低毒性、无污染的燃烧催化剂成为新的课题。随着导弹技术的不断发展，研制低特征信号、环境友好型的固体推进剂是重要发展方向之一，相应地需要开发无毒或低毒性、无污染、高效的新型燃烧催化剂，以满足新型固体推进发展的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种1,8-二羟基蒽醌铜化合物；
本发明的另一目的是提供上述1,8-二羟基蒽醌铜化合物的合成方法；
本发明还有一个目的是提供上述1,8-二羟基蒽醌铜化合物作为绿色燃烧催化剂的应用，该化合物在改性双基系推进剂中能够很好的调节燃烧性能。
本发明的实现过程如下：
结构式（I）所示的1,8-二羟基蒽醌铜化合物，
                                                 
Figure 2013106375711100002DEST_PATH_IMAGE001
。
上述1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）将可溶性铜盐溶于去离子水中配成溶液；
（2）将1,8-二羟基蒽醌用强碱溶解，控制溶液pH值在9～10，然后加入可溶性铜盐溶液；
（3）在70℃～90℃反应2h～4h后冷却、静置；
（4）将沉淀洗涤、过滤、干燥得到1,8-二羟基蒽醌铜化合物。
上述可溶性铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜或醋酸铜。
上述强碱为NaOH、KOH或甲醇钠。 
本发明1,8-二羟基蒽醌铜化合物作为燃烧催化剂对改性双基固体推进剂具有优良的催化效果，能显著提高改性双基固体推进剂的燃速，降低压力指数。
本发明优点与积极效果：本发明合成工艺简单，合成得到的1,8-二羟基蒽醌铜化合物作为燃烧催化剂时分解产生均匀的、新生态的铜及其氧化物作为主要催化活性组分，产生大量碳物质作为辅助催化组分，可进一步提高催化效果。
附图说明
图1 含1,8-二羟基蒽醌铜改性双基推进剂的燃速-压力曲线；
图2 含1,8-二羟基蒽醌铜改性双基推进剂的催化效率-压力曲线。
具体实施方式
实施例1  1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备
（1）称取4.8g（0.02mol）的1,8-二羟基蒽醌，分散于200mL去离子水中，用1.6g（0.04mol）氢氧化钠充分溶解成澄清溶液，调节溶液pH值为9,；称取3.75g（0.02mol）硝酸铜用50mL去离子水溶解配置成溶液，加入到1,8-二羟基蒽醌溶液中，搅拌混合均匀；
（2）在85℃恒温，搅拌反应3h，然后冷却、静置；
（3）将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得1,8-二羟基蒽醌铜化合物5.9g，产率97.8%。
1,8-二羟基蒽醌铜化合物的表征。
1、热重分析
该化合物在102℃～108℃，有失重现象，且质量损失为11.2%，经计算为失去两个结晶水，说明该化合物含有两个结晶水。
2、元素分析
各元素的测量值为（%）：C 49.59, H 2.975，而含有两个结晶水的目标化合物中各元素理论计算含量为（%）：C 49.78, H 2.963，不含结晶水的化合物中各元素理论计算含量为（%）：C 55.72, H 1.990。所测的C和H的含量更接近于含两个结晶水的化合物。
3、X射线荧光光谱分析
X射线荧光光谱分析金属的测量值为（%）：Cu 19.02, 含有两个结晶水的目标化合物中金属含量的理论计算含量为（%）：Cu 18.81, 而不含结晶水的化合物中金属含量的理论计算含量为（%）：Cu 21.06。所测Cu的含量更接近于含两个结晶水的化合物。
4、红外分析
在原料1,8-二羟基蒽醌红外光谱中，C=O的峰出现在1623cm-1,蒽醌环上的-OH峰出现在3436 cm-1, 3060 cm-1, 而在目标化合物1,8-二羟基蒽醌铜化合物的红外光谱中可以看出，由于-OH形成了化合物，因此，C=O的峰向低波数移动，出现在1599 cm-1，而代表蒽醌环上的-OH峰出现在3436 cm-1, 3060 cm-1出的吸收峰均消失，在3405 cm-1出现一宽峰，为目标化合物中的结晶水峰。
实施例2  1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备
（1）称取4.8g（0.02mol）的1,8-二羟基蒽醌，分散于200mL去离子水中，用2.24g（0.04mol）氢氧化钾充分溶解成澄清溶液，调节溶液pH值为9,；称取3.75g（0.02mol）硝酸铜用50mL去离子水溶解配置成溶液，加入到1, 8-二羟基蒽醌溶液中，搅拌混合均匀；
（2）在70℃恒温，搅拌反应4h，然后冷却、静置；
（3）将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得1,8-二羟基蒽醌铜化合物5.72g，产率94.85%。
实施例3  1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备
（1）称取4.8g（0.02mol）的1,8-二羟基蒽醌，分散于200mL去离子水中，用1.6g（0.04mol）氢氧化钠充分溶解成澄清溶液，调节溶液pH值为9,；称取3.2g（0.02mol）硫酸铜用50mL去离子水溶解配置成溶液，加入到1, 8-二羟基蒽醌溶液中，搅拌混合均匀；
（2）在80℃恒温，搅拌反应2h，然后冷却、静置；
（3）将沉淀用去离子水多次洗涤、过滤、干燥可制得1,8-二羟基蒽醌铜化合物5.41g，产率89.7%。
实施例4  1, 8-二羟基蒽醌铜化合物应用
二羟基蒽醌结构中含有两个羟基和两个羰基，一分子的蒽醌母体能与一分子的铜反应，生成新型绿色燃烧催化剂，能够有效地调节改性双基推进剂的燃烧性能。以下通过将1, 8-二羟基蒽醌铜化合物添加至双基/改性双基推进剂中测试其催化性能。
实验中所采用改性双基推进剂样品的基础配方为：双基粘合剂66%，黑索今（RDX）26%，吉纳5%，其他助剂3%，药量按500g配料。
固体推进剂样品采用吸收-驱水-放熟-压伸-切成药条的常规无溶剂压伸成型工艺制备。药量按500g配料，催化剂外加，加入量2.5%，对照空白推进剂样品不加催化剂。
燃速测定所用设备为燃速仪，采用靶线法测试样品燃速，将已处理过的5mm×15mm小药柱侧面用聚乙烯醇溶液包覆6次并晾干，然后在燃速仪中测试燃速，实验温度为20℃，压力范围2MPa～20MPa。
在图1～图2中，u为燃速，P为压力，n为压力指数，ηr为催化效率（它是指相同压力下含催化剂的推进剂燃速与空白推进剂燃速之比），a为改性双基空白配方，b是含1, 8-二羟基蒽醌铜的改性双基推进剂配方。从图中可以看出，在RDX-CMDB推进剂中加入3.0%的1, 8-二羟基蒽醌铜，能使RDX-CMDB推进剂燃速呈倍数提高，在2MPa～8MPa压力范围内，催化效率均在1.5以上，其中在2MPa～6MPa压力范围内，催化效率达到2.0以上。且在中高压段可明显降低压力指数，在4MPa～18MPa压力范围内，燃速压力指数n=0.21，呈现宽平台燃烧。
可见，本发明1,8-二羟基蒽醌铜化合物在改性双基推进剂中显示了强烈的催化燃烧作用和显著降低压力指数的能力，说明该化合物是一种高效宽平台燃烧催化剂。

Claims (5)

1.结构式（I）所示的1,8-二羟基蒽醌铜化合物， 
Figure 928016DEST_PATH_IMAGE002
。
2.权利要求1所述1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将可溶性铜盐溶于去离子水中配成溶液；
（2）将1,8-二羟基蒽醌用强碱溶解，控制溶液pH值在9～10，然后加入可溶性铜盐溶液；
（3）在70℃～90℃反应2h～4h后冷却、静置；
（4）将沉淀洗涤、过滤、干燥得到1,8-二羟基蒽醌铜化合物。
3.根据权利要求2所述的1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备方法，其特征在于：所述的可溶性铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜或醋酸铜。
4.根据权利要求2所述的1,8-二羟基蒽醌铜化合物的制备方法，其特征在于：所述的强碱为NaOH、KOH或甲醇钠。
5.权利要求1所述的1,8-二羟基蒽醌铜化合物在改性双基推进剂中作为燃烧催化剂的应用。
CN201310637571.1A 2013-12-04 2013-12-04 1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用 Active CN103641703B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310637571.1A CN103641703B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310637571.1A CN103641703B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103641703A true CN103641703A (zh) 2014-03-19
CN103641703B CN103641703B (zh) 2015-09-09

Family

ID=50247036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310637571.1A Active CN103641703B (zh) 2013-12-04 2013-12-04 1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103641703B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104262162A (zh) * 2014-09-09 2015-01-07 西安近代化学研究所 一种1,8-二羟基-4,5-二硝基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN104610038A (zh) * 2015-02-02 2015-05-13 西安近代化学研究所 一种1,4,5,8-四羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN105111062A (zh) * 2015-08-19 2015-12-02 西安近代化学研究所 1,4,5,8-四羟基蒽醌镁化合物及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244968A (en) * 1976-03-16 1981-01-13 Proter S.P.A. Treatment of arthritis and substances for use in such treatment
CN1036946A (zh) * 1988-04-15 1989-11-08 陈文友 1，2-二羟基蒽醌合成方法
CN101531589A (zh) * 2009-03-04 2009-09-16 西安近代化学研究所 没食子酸铋锆双金属盐及其制备方法和应用
CN102993002A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 西安近代化学研究所 3,4-二羟基苯甲酸铜锆双金属盐及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244968A (en) * 1976-03-16 1981-01-13 Proter S.P.A. Treatment of arthritis and substances for use in such treatment
CN1036946A (zh) * 1988-04-15 1989-11-08 陈文友 1，2-二羟基蒽醌合成方法
CN101531589A (zh) * 2009-03-04 2009-09-16 西安近代化学研究所 没食子酸铋锆双金属盐及其制备方法和应用
CN102993002A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 西安近代化学研究所 3,4-二羟基苯甲酸铜锆双金属盐及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曲谦等: "1.8-二羟基蒽醌与铜配合物的电化学研究", 《中国化学会第26届学术年会分析化学分会场论文集》 *
赵凤起等: "不同铋化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响", 《推进技术》 *
赵凤起等: "绿色固体推进剂的研究现状及展望", 《火炸药学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104262162A (zh) * 2014-09-09 2015-01-07 西安近代化学研究所 一种1,8-二羟基-4,5-二硝基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN104262162B (zh) * 2014-09-09 2016-12-07 西安近代化学研究所 一种1,8-二羟基-4,5-二硝基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN104610038A (zh) * 2015-02-02 2015-05-13 西安近代化学研究所 一种1,4,5,8-四羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN105111062A (zh) * 2015-08-19 2015-12-02 西安近代化学研究所 1,4,5,8-四羟基蒽醌镁化合物及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103641703B (zh) 2015-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102993002B (zh) 3,4-二羟基苯甲酸铜锆双金属盐及其制备方法和应用
CN106478738B (zh) 铜-铁异核含能配合物的合成方法和催化性能
CN103641703B (zh) 1,8-二羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN103641852A (zh) 1,4,5,8-四羟基蒽醌铅化合物及其制备方法和应用
CN102899122A (zh) 一种Bi2O3/氧化石墨烯复合粉体及其制备方法
CN103007947B (zh) 一种Cu2O-PbO/氧化石墨烯复合粉体及其制备方法
CN103833066B (zh) 一种片状碱式硝酸铜的制备方法
CN102895979A (zh) 一种Cu2O-Bi2O3/氧化石墨烯复合粉体及其制备方法
CN103626646B (zh) 1,8-二羟基蒽醌铅化合物及其制备方法和应用
CN104610038A (zh) 一种1,4,5,8-四羟基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN111036302B (zh) 一种石墨烯-没食子酸铁燃烧催化剂及其合成方法
CN101817848A (zh) 一种2,3,3′,4,4′,5′-六羟基二苯甲酮铋(ⅲ)铜(ⅱ)双核配合物及其制备方法
CN113501831B (zh) 一种5-氨基四氮唑锌配合物、合成方法及应用
CN102267982A (zh) BTATz金属含能配合物及其制备方法
CN103641777A (zh) 柠嗪酸铅锆双金属盐及其制备方法和应用
CN101805305B (zh) 5-(二硝基亚甲基)-四唑盐及制备方法和用途
CN106928265B (zh) 一种碳硼烷基高氯酸铵的制备方法
CN105111071B (zh) 一种水杨酸镁化合物及其制备方法
CN105111062A (zh) 1,4,5,8-四羟基蒽醌镁化合物及其制备方法
CN104262162A (zh) 一种1,8-二羟基-4,5-二硝基蒽醌铜化合物及其制备方法和应用
CN102161628B (zh) 1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯铋盐制备方法
CN104130147B (zh) 一种3-(2’,4’-二硝基苯基)-3-氮杂-戊二酸铜化合物及其制备方法和应用
CN101935283A (zh) 3,5-二硝基-2′,4′-二羟基二苯甲酮的含能配合物及其制备方法
CN102503796A (zh) 2,2′,3,4,4′–五羟基二苯甲酮铅 (ⅱ)配合物及其制备方法和应用
CN104119403B (zh) 一种酒石酸铜锆化合物及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant