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硝酸异丙酯与Cl原子、OH和NO_(3)自由基反应的机理及动力学

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高等学校化学学报 2022年第2期43卷 70-76页

作者：孙翠红吕立强刘迎王妍杨静张绍文石家庄学院化工学院石家庄050035 北京理工大学化学与化工学院北京100081

采用CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(d,p)方法,结合传统过渡态理论,研究了硝酸异丙酯与Cl原子、OH及NO_(3)自由基的反应机理和动力学.两个反应物单体首先形成氢键复合物,随后X(X=Cl原子、OH和NO_(3)自由基)提取硝酸异丙酯中叔碳的α-H原子或... 详细信息

采用CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(d,p)方法,结合传统过渡态理论,研究了硝酸异丙酯与Cl原子、OH及NO_(3)自由基的反应机理和动力学.两个反应物单体首先形成氢键复合物,随后X(X=Cl原子、OH和NO_(3)自由基)提取硝酸异丙酯中叔碳的α-H原子或甲基的β-H原子,室温下,以X提取α-H原子为主.反应的主要历程为Cl原子(OH或NO_(3)自由基)提取(CH_(3))_(2)CHONO_(2)的α-H原子,生成HCl(H_(2)O或HNO_(3))分子和(CH_(3))_(2)CONO_(2)自由基,后者分解为丙酮和NO_(2).结果表明,在200~500 K温度范围内,随着温度的升高,丙酮和NO_(2)的产率降低;在室温下,硝酸异丙酯与Cl原子、OH和NO_(3)自由基反应的速率常数分别为3.933×10^(-11),1.182×10^(-13)和7.134×10^(-19)cm^(3)·molecule^(-1)·s^(-1).计算所得硝酸异丙酯与OH自由基反应的动力学数据与实验结论一致.

关键词：硝酸异丙酯自由基反应机理动力学

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激波驱动下硝酸异丙酯的分散变化规律研究

爆破器材 2022年第2期51卷 11-16页

作者：张子龙宋先钊杨子凡刘其闽李斌南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

研究液滴的分散过程对于阻止火灾蔓延、提高内燃机效率、改进云雾爆轰武器和提高云雾爆轰控制技术有着重要的作用。通过高速摄影技术以及压力测量系统,着重研究液态燃料硝酸异丙酯(IPN)的分散过程,分析液膜厚度和激波强度对IPN液膜分散... 详细信息

研究液滴的分散过程对于阻止火灾蔓延、提高内燃机效率、改进云雾爆轰武器和提高云雾爆轰控制技术有着重要的作用。通过高速摄影技术以及压力测量系统,着重研究液态燃料硝酸异丙酯(IPN)的分散过程,分析液膜厚度和激波强度对IPN液膜分散的影响。IPN液膜初始阶段以水平方向的分散为主;随后,以竖直方向的分散为主。水平方向,液膜抛洒先进入减速阶段,随着液膜厚度H的增加,液膜分散效果变差,分散需要的时间更长,其分散表征与石油醚相似。IPN液膜分散所需能量要高于石油醚。激波强度超过某个值之后,超压比ε随液膜厚度H呈线性变化,可以为液膜分散提供足够的能量。当H12 mm时,IPN液膜的分散变化过程主要受液膜厚度影响。

关键词：液态燃料硝酸异丙酯液膜激波抛洒分散云雾

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云爆弹内硝酸异丙酯气体快速检测

兵器装备工程学报 2023年第9期44卷 241-245页

作者：董小虎王婧娜刘志伟西安近代化学研究所西安710065

建立了一种用于云爆弹内硝酸异丙酯气体现场测试的装置和方法,在密封状态下实现气体的原位取样,利用集成光离子化检测器的便携式气体检测仪对弹筒内硝酸异丙酯气体浓度进行现场快速测试;通过气相色谱-质谱联用及红外光谱对现场采集的气... 详细信息

建立了一种用于云爆弹内硝酸异丙酯气体现场测试的装置和方法,在密封状态下实现气体的原位取样,利用集成光离子化检测器的便携式气体检测仪对弹筒内硝酸异丙酯气体浓度进行现场快速测试;通过气相色谱-质谱联用及红外光谱对现场采集的气体样品完成定性分析,采用气相色谱的方法对气体检测仪进行校准,实现现场测试数据的量值溯源。通过对某批次云爆弹的现场测试,获得了弹筒内硝酸异丙酯的气体浓度,为该云爆弹的安全贮存及故障分析提供了数据支撑。

关键词：云爆弹硝酸异丙酯气体测试气相色谱

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硝酸异丙酯的去能工艺优化

火炸药学报 2019年第6期42卷 644-650页

作者：陈永康安振涛陈明华吕涛赵天策李晓辉中国人民解放军63850部队吉林白城137000 陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003 陆军研究院特种勤务研究所河北石家庄050003

为解决废旧硝酸异丙酯处理的问题,采用还原性水解法对其进行去能处理,利用正交试验研究各因素水平对去能效果的影响,并对试验结果进行统计分析,确定了最佳反应条件;进一步添加多种表面活性剂进行催化反应,研究了催化剂浓度及种类对催化... 详细信息

为解决废旧硝酸异丙酯处理的问题,采用还原性水解法对其进行去能处理,利用正交试验研究各因素水平对去能效果的影响,并对试验结果进行统计分析,确定了最佳反应条件;进一步添加多种表面活性剂进行催化反应,研究了催化剂浓度及种类对催化效果的影响;构建了胶束催化的反应动力学模型,计算出油水两相各自的反应速率常数以及结合常数等参数,对催化机理进行了分析,对反应产物进行了分离回收再利用,形成了完整的硝酸异丙酯去能工艺。结果表明,四丁基溴化铵(TBAB)、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、氯化十二烷基吡啶(DPC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基甜菜碱(DDMB)能促进硝酸异丙酯的还原性水解,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Tween-80会抑制水解;最佳工艺条件为:硫化钠浓度2.64 mol/L,pH值10,温度80℃,CTAB浓度3.50 mmol/L。

关键词：应用化学硝酸异丙酯还原性水解法去能分解工艺优化表面活性剂胶束催化

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硝酸异丙酯水解反应的量子化学计算

火炸药学报 2018年第5期41卷 517-522页

作者：陈永康安振涛陈明华张力陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003 特种勤务研究所河北石家庄050003

研究了硝酸异丙酯的碱性水解反应,计算并比较了4条反应路径;采用从头算MP2/6-311+g(d,p)方法和基组优化反应路径中各驻点的几何结构并计算前线轨道能和振动频率;采用极化连续介质模型研究了反应的溶剂化效应,得到标准态和溶剂化效应下... 详细信息

研究了硝酸异丙酯的碱性水解反应,计算并比较了4条反应路径;采用从头算MP2/6-311+g(d,p)方法和基组优化反应路径中各驻点的几何结构并计算前线轨道能和振动频率;采用极化连续介质模型研究了反应的溶剂化效应,得到标准态和溶剂化效应下的反应势能面;探讨了pH值变化对水解反应的影响;在CCSD(T)/6-311++g(3df,2p)水平下利用TST、CVT、CVT/ZCT和CVT/SCT方法计算了反应的速率常数。结果表明,在溶剂化条件下,驻点能量降低,反应焓更高;pH值的变化对反应路径顺序影响不大;过渡态能垒为82.72kJ/mol,当能量足够越过能垒时更倾向于生成稳定的异丙醇和水。4种计算方法得到的反应速率常数相对较小,其Arrhenius表达式为:k=1.18×10-23exp(-7 357/T)。

关键词：量子化学硝酸异丙酯碱性水解溶剂化效应极化连续介质模型

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硝酸异丙酯NaOH催化水解工艺

含能材料 2018年第9期26卷 760-764,815页

作者：郑占胜肖勇孙韬余传明彭辉刘成胡炳成南京理工大学化工学院江苏南京210094 北京圣非凡电子系统技术开发有限公司北京102209 陆军研究院炮兵防空兵研究所北京100012

为解决废弃硝酸异丙酯易燃易爆问题,对硝酸异丙酯进行NaOH催化水解,采用气质联用仪测定了硝酸异丙酯的水解效果。通过正交试验考察水解反应温度、反应物配比、催化剂用量、反应时间对硝酸异丙酯水解转化率的影响。结果表明,高温高压下... 详细信息

为解决废弃硝酸异丙酯易燃易爆问题,对硝酸异丙酯进行NaOH催化水解,采用气质联用仪测定了硝酸异丙酯的水解效果。通过正交试验考察水解反应温度、反应物配比、催化剂用量、反应时间对硝酸异丙酯水解转化率的影响。结果表明,高温高压下硝酸异丙酯的气相水解,能极大增大水解速率常数,加快水解反应的进行。硝酸异丙酯水解最优工艺条件为:反应温度140℃,V(硝酸异丙酯)∶V(水)=1∶3,n(硝酸异丙酯)∶n(NaOH)=1∶1.1,反应时间30 min。硝酸异丙酯转化率达到99%,水解较为彻底,同时异丙醇产率为70%~80%。

关键词：云爆剂硝酸异丙酯水解转化率

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硝酸异丙酯与空气混合物的爆轰性能研究

爆破器材 2002年第1期31卷 4-6页

作者：宋述忠彭金华陈网桦解立峰南京理工大学南京210094

采用立式激波管对硝酸异丙酯 (IPN)与空气混合物的爆轰极限、起爆能、爆压和爆速进行了测定 ,同时从理论上对该燃料的爆轰参数作了计算 ,计算结果与实验值吻合较好。实验结果证明了 IPN的临界起爆能与燃料当量比成“U”形曲线关系 ;

关键词：激波管爆轰极限爆压爆速临界起爆能硝酸异丙酯爆轰性能空气混合物

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硝酸异丙酯对单基发射药燃烧性能的影响

火炸药学报 2014年第4期37卷 84-86,90页

作者：陈永康陈明华张力张涛王宇军械工程学院河北石家庄050003 军械工程学院军械技术研究所河北石家庄050003 江苏连云港警备区江苏连云港222042

为研究硝酸异丙酯对单基发射药燃烧性能的影响,用密闭爆发器测试了加入硝酸异丙酯后单基发射药的燃烧性能。通过分析p-t曲线,得到最大压力、燃烧时间、气体生成猛度、压力全冲量、火药已燃百分数、火药力和余容等燃烧特性参数以及燃烧... 详细信息

为研究硝酸异丙酯对单基发射药燃烧性能的影响,用密闭爆发器测试了加入硝酸异丙酯后单基发射药的燃烧性能。通过分析p-t曲线,得到最大压力、燃烧时间、气体生成猛度、压力全冲量、火药已燃百分数、火药力和余容等燃烧特性参数以及燃烧速度与压力之间的关系。结果表明,硝酸异丙酯使发射药的燃烧速度加快,燃烧时间缩短,燃速系数增大,压力指数减小。

关键词：物理化学燃烧性能发射药密闭爆发器硝酸异丙酯

硝酸异丙酯对双基推进剂的热分解性能影响研究

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中国测试 2016年第2期42卷 141-144页

作者：陈永康陈明华张力葛强王韶光令狐苗苗军械工程学院河北石家庄050003 军械技术研究所河北石家庄050003 山西江阳化工有限公司山西太原030041

为研究云爆剂中硝酸异丙酯渗露对双基推进剂的热分解性能影响,采用加速量热仪(ARC)对双基推进剂在加入硝酸异丙酯环境下的热分解情况进行测试,得到其绝热分解的温度、压力时间曲线,利用速率常数法计算出样品的活化能和指前因子等动力学... 详细信息

为研究云爆剂中硝酸异丙酯渗露对双基推进剂的热分解性能影响,采用加速量热仪(ARC)对双基推进剂在加入硝酸异丙酯环境下的热分解情况进行测试,得到其绝热分解的温度、压力时间曲线,利用速率常数法计算出样品的活化能和指前因子等动力学参数。研究发现在加入硝酸异丙酯后,双基推进剂的起始热分解温度升高,表观活化能变大,表明硝酸异丙酯会提高双基推进剂的热稳定性。

关键词：热分解硝酸异丙酯表观活化能双基推进剂加速量热仪