重磅!南京理工陸明教授團(tuán)隊(duì)繼Science之后又發(fā)
瀏覽次數(shù): 342 發(fā)布時(shí)間:2017-08-30 09:14:06 發(fā)布人:editor
重磅!南京理工陸明教授團(tuán)隊(duì)繼Science之后又發(fā)Nature
——前言——
還記得2016年除夕之夜么?來自南京理工大學(xué)的胡炳成教授/陸明教授團(tuán)隊(duì)在全氮陰離子(N5ˉ)研究領(lǐng)域取得了巨大突破,占領(lǐng)新一代超高能含能材料研究的國際制高點(diǎn)。相關(guān)成果發(fā)表在Science上(Science, 2017, 355,374-376),論文題目為:Synthesis and characterization of the pentazolate anion cyclo-N5ˉ in (N5)6(H3O)3(NH4)4Cl.這是南京理工大學(xué)第一篇Science,也是我國在《Science》上發(fā)表的含能材料領(lǐng)域第一篇研究論文。
有意思的是,七夕之夜(Nature官網(wǎng)發(fā)布時(shí)間為2017-8-28),陸明教授/王鵬程博士團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域再次取得突破,繼Science之后又發(fā)Nature(DOI:10.1038/nature23662),論文標(biāo)題為:A series of energetic metal pentazolate hydrates。這或許是最美妙的七夕禮物吧。下面讓我們對論文進(jìn)行簡單地介紹。
——背景介紹——
富含單鍵或者雙鍵的多氮化合物在分解成氮?dú)鈺r(shí),可以釋放大量的能量,因而在炸藥,火箭推進(jìn)器等國防重要領(lǐng)域有著不錯(cuò)的應(yīng)用前景。而限制其應(yīng)用的主要因素在于穩(wěn)定化合物的合成。多氮材料中氮以高壓聚合態(tài)形式存在,通常情況下只有當(dāng)其他元素能夠提供穩(wěn)定作用時(shí)才能比較穩(wěn)定地存在。該領(lǐng)域早期的主要成果是1956年芳基五唑的合成(Angew. Chem. 68, 705–706 (1956))。之后,制備穩(wěn)定存在的N5ˉ離子及其鹽類的研究工作一直沒有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,直到今年胡炳成教授/陸明教授團(tuán)隊(duì)制備得到了室溫下穩(wěn)定的含有N5ˉ離子的鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(Science, 2017, 355,374-376)。隨后,胡炳成教授團(tuán)隊(duì)又開發(fā)了穩(wěn)定的全氮陰離子(N5ˉ)金屬鹽Co(N5)2(H2O)4•4H2O (Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 4512)。
——本文亮點(diǎn)——
本文系統(tǒng)介紹了五種N5-金屬鹽的制備與表征[Na(H2O)(N5)]·2H2O, [M(H2O)4(N5)2]·4H2O (M = Mn, Fe and Co) and [Mg(H2O)6(N5)2]·4H2O,這些化合物(除Co鹽外)的分解溫度均大于100 oC,是全氮陰離子(N5ˉ)金屬鹽合成領(lǐng)域的又一次重大突破,有望作為一類新型的超高能含能材料。陸明/王鵬程團(tuán)隊(duì)提出N5− 離子能夠與離子或者共價(jià)作用和金屬離子進(jìn)行配合,并通過與水的氫鍵作用穩(wěn)定存在。這種相互作用對探索無機(jī)氮的茂類似物等其他非常規(guī)多氮類材料具有重要的借鑒意義。
——圖文快解——
圖1. 全氮陰離子金屬鹽的合成策略與單晶衍射分析

圖2. 全氮陰離子金屬鹽的譜學(xué)分析結(jié)果

圖3. 全氮陰離子金屬鹽的熱分析結(jié)果

圖4. [Na(H2O)(N5)]·2H2O的分解過程分析
