金属配位自燃离子液体的热分析动力学研究

【作者】 钟野； 李志敏； 张延强； 张同来；

【机构】 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室； 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室；

【摘要】 液体推进剂是航天火箭发动机的能量源泉,但常见的肼类衍生物液体推进剂易挥发、有剧毒、环境污染严重。自燃离子液体由于良好的点火燃烧特性,并且绿色环保,作为潜在绿色液体推进剂燃料而备受关注^[1,2]。1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺盐[AMIMDCA]是最为典型的自燃离子液体,但点火时间较长。通过构筑金属配位阳离子,将金属元素引入常规的有机自燃离子液体,是降低其点火延迟时间的一种有效途径。本文合成出两种新型金属配位自燃离子液体:[Cu（MIM）₄]（DCA）₂ （1）、[Cu（AIM）₄]（DCA）₂（2）,（MIM=1-甲基咪唑,AIM=1-烯丙基咪唑,DCA=二氰胺根）。并使用X-射线单晶衍射测定了其准确的分子结构。将[Cu（MIM）₄]（DCA）₂和[Cu（AIM）₄]（DCA）₂分别添加到AMIMDCA中,得到复合自燃离子液体AMIMDCA+1、AMIMDCA+2。采用DSC、TG测试其热分解过程,由Ozawa法和Kissinger法对其热分解动力学进行了研究。结果表明,金属配位自燃离子液体对常规有机自燃离子液体的热分解具有一定的催化作用,添加5%的[Cu（MIM）₄]（DCA）₂使AMIMDCA的分解峰温度提前16.9℃,活化能降低22.5 kJ mol^-1;添加5%的[Cu（AIM）₄]（DCA）₂使AMIMDCA的分解峰温度提前9.2℃,活化能降低15.8 kJ mol^-1。更多还原