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校庆献礼——材料学院含能多氮化合物合成取得新进展

  多氮化合物是指分子结构中有多个氮原子直接相连的化合物,全部由氮元素组成的多氮化合物为全氮化合物,由于其高氮低碳氢含量以及高张力使得此类化合物普遍具有高的生成热,且易于实现氧平衡,因此全氮化合物和多氮化合物是理想的高能量密度材料,同时由于其分解产物为清洁的氮气,多氮化合物被称为“绿色含能材料”。由于其高张力造成的不稳定性,多氮化合物的合成是一项富有挑战性的工作,也是国际含能材料研究领域的热点。除了作为含能材料使用外,多氮化合物还可作为氮化碳纳米材料前体,在农药、医药、感光材料等领域的合成和应用研究也异常活跃。

  

  

  最近,北京理工大学材料学院的庞思平课题组合成了一种含有稳定的N8结构的多氮化合物(见8月份J. Am. Chem. Soc. , 2010, DOI: 10.1021/ja103525v.),由于采用了新的杂环偶联方式,新化合物直接相连的氮原子数达到了8个,而且具有良好的热稳定性,DSC分解温度为193.8℃,远远超过此前报道的N5+等化合物,为设计、合成具有应用价值的多氮材料提供了新思路。

  新化合物还被发现具有光致变色特性,有机光致变色化合物是一种重要的有机功能材料,常用的偶氮苯类光致变色材料毒性很大,而多氮化合物分解产物为氮气,清洁无污染,通过进一步修饰,有可能合成出具有良好应用前景的光致变色材料。

  以上工作得到了国家自然科学基金和总装预研项目的资助。

  下载链接:http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja103525v