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多元曲线分辨等方法和红外光谱用于二硝基五亚甲基四胺的合成反应机理研究

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化学学报 2010年第20期68卷 2104-2110页

作者：李婷孟子晖王鹏王伯周王康葛忠学覃光明李华西北大学化学与材料科学学院西安710069 北京理工大学化学与环境科学学院北京100081 西安近代化学研究所西安710065 长安大学理学院西安710064

通过红外光谱在线监测强酸催化下硝酰胺、甲醛和氨水合成二硝基五亚甲基四胺(DPT)的反应过程,利用渐进因子分析(EFA)、直观推导式演进特征投影法(HELP)和多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)等化学计量学方法对反应过程获得的红外光... 详细信息

通过红外光谱在线监测强酸催化下硝酰胺、甲醛和氨水合成二硝基五亚甲基四胺(DPT)的反应过程,利用渐进因子分析(EFA)、直观推导式演进特征投影法(HELP)和多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)等化学计量学方法对反应过程获得的红外光谱信息进行解析,得到了各组分纯物质的浓度变化曲线和对应的红外光谱,并把多元曲线分辨-交替最小二乘法与直观推导式演进特征投影法的分析结果进行比较,得出可相互验证的一致结论,以此推测出该反应合理的反应机理.化学计量学方法对在线红外光谱信息的分辨可以快速有效地反映DPT合成过程中各组分的浓度和红外光谱变化情况,对其反应机理研究具有重要指导意义.

关键词：红外光谱主成分分析渐进因子分析多元曲线分辨-交替最小二乘直观推导式演进特征投影法反应机理

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氧桥多呋咱类化合物爆轰性能预估

含能材料 2008年第3期16卷 280-284页

作者：葛忠学来蔚鹏廉鹏王伯周薛永强西安近代化学研究所陕西西安710065 太原理工大学应用化学系山西太原030024

采用B3LYP／6-31G方法对二硝基链式氧桥多呋咱（C2nN2n＋2O2n-3）（n=2—7）体系及环式氧桥多呋咱（C2nN2nO2n）（n=2—4，6）体系进行了结构全优化，得到其稳定的几何构型；采用Monte-Carlo方法预估了密度；设计等键等电子反应计算了... 详细信息

采用B3LYP／6-31G方法对二硝基链式氧桥多呋咱（C2nN2n＋2O2n-3）（n=2—7）体系及环式氧桥多呋咱（C2nN2nO2n）（n=2—4，6）体系进行了结构全优化，得到其稳定的几何构型；采用Monte-Carlo方法预估了密度；设计等键等电子反应计算了生成焓；运用Kamlet公式预测了爆速、爆压和爆热。分析了两种体系中n的变化对其爆轰性能的影响规律。结果表明：（1）二硝基链式或环式氧桥多呋咱结构中，随着重复单元呋咱环数量的增加，化合物爆轰性能参数（爆速、爆压和爆热等）呈现减少的趋势；（2）当n相同时，环式氧桥多呋咱比链式氧桥多呋咱更稳定。因此，对于该类化合物应选择爆轰性能好的4，4’-二硝基双呋咱醚（n=2，链式）及1，4-二氧[2，3；5，6]二并呋咱环已烷（n=2，环式）进行合成。

关键词：量子化学链式氧桥多呋咱环式氧桥多呋咱爆轰性能 B3LYP/6-31G方法

5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵在不同生长条件下的晶体形貌预测

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含能材料 2018年第3期26卷 210-217页

作者：刘英哲毕福强来蔚鹏尉涛马义丁葛忠学西安近代化学研究所氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室陕西西安710065

为了准确预测5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO)在不同生长条件下的晶形,对PCFF力场参数进行了系统地验证与修正。采用分子模拟方法,计算了HATO晶面的附着能,获得了HATO在真空、7种溶剂(水、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋... 详细信息

为了准确预测5,5'-联四唑-1,1'-二氧二羟铵(HATO)在不同生长条件下的晶形,对PCFF力场参数进行了系统地验证与修正。采用分子模拟方法,计算了HATO晶面的附着能,获得了HATO在真空、7种溶剂(水、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、三氯甲烷)和3种添加剂(十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、糊精)中的晶形。结果表明:HATO在真空中的晶形为长片状,由(020),(11-1),(011),(110)和(100)五个晶面构成。其中,(020)晶面最为重要,占据了总表面积的53.97%。在二甲基亚砜、甲醇、乙醇极性溶剂中,(020)晶面的形态学重要性降低,HATO晶形得到改善。在3种添加剂中,HATO晶形仍呈长片状。晶形预测结构与实验吻合较好,可为HATO的晶形控制提供理论指导。

关键词： 5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟铵(HATO) 力场参数附着能生长条件晶面

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联唑类含能化合物及其含能离子盐研究进展

含能材料 2015年第3期23卷 291-301页

作者：黄晓川郭涛刘敏王子俊邱少君葛忠学西安近代化学研究所陕西西安710065

联唑类含能化合物及其含能离子盐是近年发展起来的一类新型含能材料,具有高氮含量、高生成焓、高爆轰性能和相对钝感等特性,在新型炸药、低特征信号推进剂、气体发生剂、低烟或无烟烟火等领域有着广泛的应用前景。综述了有关联-1,2,4-... 详细信息

联唑类含能化合物及其含能离子盐是近年发展起来的一类新型含能材料,具有高氮含量、高生成焓、高爆轰性能和相对钝感等特性,在新型炸药、低特征信号推进剂、气体发生剂、低烟或无烟烟火等领域有着广泛的应用前景。综述了有关联-1,2,4-三唑、联四唑和5-(1,2,4-三唑)四唑等联唑类含能化合物及其含能离子盐的最新合成研究成果,并对部分化合物的物化性能进行了阐述。认为下一步的工作重点为研究富氮阳离子的引入对联唑类含能化合物感度和爆轰性能的影响,合成出综合性能更好的联唑类含能化合物。设计了9种新型联唑类含能化合物,并利用量子化学方法对其性能进行预估。

关键词：联-1,2,4-三唑联四唑 5-(1,2,4-三唑)四唑含能离子盐,量子化学

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PCA-ANN对炸药爆速的预测研究

计算机与应用化学 2008年第3期25卷 278-280页

作者：王大平葛忠学王伯周李华西北大学分析科学研究所陕西西安710069 西安近代化学研究所陕西西安 710065

以炸药分子的结构描述符和爆轰性能等参数,利用主成分分析(PCA)结合BP神经网络的方法,建立了炸药分子结构与爆速之间的定量关系预测模型,并对20种炸药的爆速进行了预测,其相对误差均低于9%。结果表明,所建立的模型较好地反映了炸药分子... 详细信息

以炸药分子的结构描述符和爆轰性能等参数,利用主成分分析(PCA)结合BP神经网络的方法,建立了炸药分子结构与爆速之间的定量关系预测模型,并对20种炸药的爆速进行了预测,其相对误差均低于9%。结果表明,所建立的模型较好地反映了炸药分子结构与爆速之间的关系,具有较高的预测精度。该方法为设计新型炸药分子时正确估算其爆速提供了一条新的途径。

关键词：主成分分析人工神经网络炸药爆速

二硝基芳杂环并哒嗪化合物结构和性能的理论计算

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火炸药学报 2014年第4期37卷 54-59页

作者：苏海鹏毕福强葛忠学汪伟朱勇西安近代化学研究所陕西西安710065

设计了3种二硝基芳杂环并哒嗪化合物:4,7-二硝基呋咱并[3,4-d]哒嗪(DNFP)、4,7-二硝基氧化呋咱并[3,4-d]哒嗪(DNFOP)和5,8-二硝基哒嗪并[4,5-e][1,2,3,4]-四嗪1,3-二氧化物(DNPTDO)。采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G**基组水平上对... 详细信息

设计了3种二硝基芳杂环并哒嗪化合物:4,7-二硝基呋咱并[3,4-d]哒嗪(DNFP)、4,7-二硝基氧化呋咱并[3,4-d]哒嗪(DNFOP)和5,8-二硝基哒嗪并[4,5-e][1,2,3,4]-四嗪1,3-二氧化物(DNPTDO)。采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G**基组水平上对3种化合物的构型进行了全优化,计算了Wiberg键级、键离解能(BDE)和静电势参数、理论密度和固相生成焓,用Kamlet-Jacobs公式和最小自由能法计算了爆速、爆压和能量特性。结果表明,DNFP的键离解能为216.13kJ/mol,密度为1.903g/cm3,爆速为8 811m/s,爆压为36.27GPa,未达到高能量密度化合物的标准;DNFOP和DNPTDO的键离解能分别为80.37和208.59kJ/mol,密度分别为1.939和1.942g/cm3,爆速分别为9 151和9 235m/s,爆压分别为39.54和40.30GPa。DNFP、DNFOP和DNPTDO的理论比冲分别比RDX高97.6、120.6和140.6N·s/kg。

关键词：量子化学 4,7-二硝基呋咱并[3,4-d]哒嗪 4,7-二硝基氧化呋咱并[3,4-d]哒嗪 5,8-二硝基哒嗪并[4,5-e][1,2,3,4-]四嗪 1 ,3-二氧化物高能量密度化合物

偶氮桥联氮杂环化合物结构与热化学性能的DFT研究（英文）

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含能材料 2016年第9期24卷 842-847页

作者：来蔚鹏廉鹏刘英哲尉涛吕剑王伯周葛忠学西安近代化学研究所陕西西安710065

为了探寻含能化合物结构与热化学性能的关系,用密度泛函理论方法研究了15种偶氮桥联氮杂环化合物的结构与热化学性能。在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,优化了它们的结构,计算了它们的熵和等压热容,通过等键反应设计,估算了它们的生成焓。结... 详细信息

为了探寻含能化合物结构与热化学性能的关系,用密度泛函理论方法研究了15种偶氮桥联氮杂环化合物的结构与热化学性能。在B3LYP/6-31G(d,p)水平上,优化了它们的结构,计算了它们的熵和等压热容,通过等键反应设计,估算了它们的生成焓。结果表明,杂环上的N原子与C原子均为sp^2杂环原子,所有杂环,几乎在同一平面上。化合物生成焓与氮原子数目成正比,对于氮原子数目相同的化合物,化合物的生成焓随着偶氮桥与杂环上氮原子的距离和杂环上氮原子之间的距离的增加而减小。不同温度下的等压比热容与化合物的氮含量(杂环上的氮原子数)成反比。

关键词：热性能偶氮桥联五元氮杂环密度泛函理论

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三甲基硅基肼的合成

含能材料 2017年第6期25卷 498-502页

作者：丁可伟李陶琦肖啸刘庆朱勇葛忠学西安近代化学研究所陕西西安710065 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室陕西西安710065

以无水肼和三甲基氯硅烷为原料,合成了1,2-二(三甲基硅基)肼,收率83%;再经丁基锂活化合成了三(三甲基硅基)肼,总收率75%;进一步通过三(三甲基硅基)肼锂和三甲基氯硅烷的溶剂热反应合成了四(三甲基硅基)肼,总收率34%。通过核磁、红外、... 详细信息

以无水肼和三甲基氯硅烷为原料,合成了1,2-二(三甲基硅基)肼,收率83%;再经丁基锂活化合成了三(三甲基硅基)肼,总收率75%;进一步通过三(三甲基硅基)肼锂和三甲基氯硅烷的溶剂热反应合成了四(三甲基硅基)肼,总收率34%。通过核磁、红外、质谱和元素分析对上述产物进行了表征。分析了单(三甲基硅基)肼的自缩合反应和双(三甲基硅基)肼在热作用下的重排反应,结果表明,这些反应都是由三甲基硅基在肼基上的分子间和分子内迁移引起的,并且发现75℃以上双(三甲基硅基)就能发生异构体间的转化与平衡。

关键词：三甲基硅基肼三甲基硅基肼锂三甲基硅基迁移反应合成

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溶胶-共沉淀法制备PbSnO_3超细粉末

化工新型材料 2009年第3期37卷 108-110页

作者：秦明娜葛忠学郑晓东西安近代化学研究所西安710065

以Pb（NO3）2和SnCl4·5H2O为原料,采用溶胶-共沉淀法制备超细铅锡复合氧化物PbSnO3。并通过TG/DSC、XRD、SEM和EDS等技术对粉体的形成过程、粒度、形貌等方面进行了表征。结果表明：以NaOH为沉淀剂,并加入一定量的聚乙二醇为分散剂时,... 详细信息

以Pb（NO3）2和SnCl4·5H2O为原料,采用溶胶-共沉淀法制备超细铅锡复合氧化物PbSnO3。并通过TG/DSC、XRD、SEM和EDS等技术对粉体的形成过程、粒度、形貌等方面进行了表征。结果表明：以NaOH为沉淀剂,并加入一定量的聚乙二醇为分散剂时,所得产物的粒度小,分散性好;PbSnO3的形成过程为：当pH值在8-9范围内,锡离子的水解产物和铅离子发生沉淀反应生成锡酸铅。

关键词：溶胶共沉淀法 PbSnO3 超细