5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鉛鹽的熱分解

楊彩云

摘? 要：以5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鈉鹽和硝酸鉛為原料通過復分解反應制備了5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鉛鹽（[Pb（BTO）（H2O）2]），考察了[Pb（BTO）（H2O）2]的熱分解性能，獲得在絕熱條件下的分解動力學參數，絕熱溫升為2.1 ℃;初始放熱溫升速率為5.13 ℃/min。

關鍵詞：5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鉛鹽;合成;絕熱分解

中圖分類號：TJ55? ? 文獻標識碼：A

引言

Niko Fischer等[1]首次報道了多氮化合物5，5′-聯四唑-1，1′-二羥基二水合物（BTO）及衍生物，并對爆炸性能進行預測。王杰群等[2]研究了二水合5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鉛鹽[Pb（BTO）（H2O）2]的熱分解性能和非等溫條件下的動力學。關于[Pb（BTO）（H2O）2]的結構和熱性能雖有文獻報道[3]，本文采用新方法制備了[Pb（BTO）（H2O）2]，利用絕熱加速量熱儀（ARC）等熱分析儀研究[Pb（BTO）（H2O）2]的熱穩定性，為安全生產和使用提供基礎數據。

1.實驗部分

1.1 實驗樣品及儀器

本實驗所使用DSC-TG分析儀由日本島津公司制造，樣品質量約3 mg左右，空氣氛圍，樣品盤采用三氧化二鋁坩堝，參比坩堝使用空坩堝，操作溫度為25～600 ℃，升溫速率為5 ℃/min。

1.2? [Pb（BTO）（H2O）2]的合成

250 mL帶溫度計的三口燒瓶固定在水浴中，向三口燒瓶中加入水100 mL，四水合5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鈉鹽2.86 g（10 mmol），開啟攪拌，升溫至80 ℃使料液完全混合均勻。將硝酸鉛5g（15.1 mmol）溶于30 mL水的溶液加入三口瓶，硝酸鉛水溶液加完后保溫1 h，緩慢降至室溫，過濾，濾餅用水洗滌3次。自然晾干得到淡粉白色的[Pb（BTO）（H2O）2]晶體3.5g，收率85.17%。

紅外（IR）（KBr，υ/cm-1）：3436（w）、1610（m）、1553（w）、1440（w）、1253（w）、1187（m）、1013（w）、750（s）、667（w）;元素分析（w/%）：[Pb（BTO）（H2O）2]（Mr=411.2），理論值，C 5.83，H 0.97，N 27.24;實測值，C 5.77，H 0.94，N 27.21。

2.結果與討論

加速量熱儀選擇加熱速率以“加熱-等待-探測（H-W-S）”的模式操作，樣品分解反應放出的熱量不僅用于自身的加熱，而且還要加熱樣品球，所以測試結果是樣品和樣品球組成的整個反應系統。

由圖1可知，試樣經過加熱-等待-搜尋的運行周期后在251.40 ℃探測到樣品開始分解放熱反應，[Pb（BTO）（H2O）2]在絕熱分解階段溫度隨著時間的延長而緩慢增加。表1可知，251.40℃時樣品開始分解放熱，對應的溫升速率為0.036℃/min，初始分解壓力為598.57kPa，隨后溫升速率在7.70min內維持0.036℃/min不變，而壓升速率開始緩慢下降，此時溫度與壓力繼續升高，溫度最高升至253.50℃，壓力達到最大值681 kPa。

3.結論

以5，5′-聯四唑-1，1′-二氧鈉鹽和硝酸鉛為原料通過復分解反應制備了[Pb（BTO）（H2O）2]，采用紅外光譜、元素分析對結構進行了表征，以ARC研究了[Pb（BTO）（H2O）2]在絕熱條件下的熱行為，絕熱分解過程的初始放熱溫度為251.40℃，絕熱溫升為2.1℃。

參考文獻

[1]? FISCHER Niko，KLAP?TKE Thomas M，REYMANN Marius，et al. Nitrogen-rich salts of 1H，1′H-5，5′-bitetrazole-1，1′-diol：energetic materials with high thermal stability [J]. European Journal of Inorganic Chemistry，2013，2013（12）：2167?2180.

[2]? 王杰群，王鵬程，陸明，等.1，1-二羥基-5，5-聯四唑金屬鹽的制備及熱分解動力學[J]. 含能含能材料，2016，24（6）：538?543.

[3]? SU Qiang，WANG Xiaojun，SHU Qinghai，et al. Synthesis，crystal structure and properties of energetic complexes constructed from transition metal cations（Fe、Co、Cu and Pb）and BTO2?[J]. Journal of Heterocyclic Chemistry，2017，54（6）：3227?3234.