Bet365- Bet365官方网站- APP下载他第34篇Angew!点击化学助力晶体骨架!
2026-04-08Bet365,Bet365官方网站,Bet365 APP下载
为提高其自燃性,作者利用具有可还原性和高体积燃烧热的1, 2-二碳十二硼烷-1-硫醇(CB-SH)作为功能基团,通过硫醇-炔点击反应修饰Zn(AIm)2的孔隙。碳烷簇的亚纳米尺寸为7.8 Å,与Zn(AIm)2的模拟孔(8.0 Å)匹配良好。该修饰策略导致能量密度显著增加46.6%,在红色发烟硝酸为氧化剂的情况下,点火延迟时间(4 ms)减少了6倍,并且显著提高了稳定性。通过密度泛函理论(DFT)计算,阐明了CB-SH促进自燃的机理。3D碳硼烷团簇与Zn(AIm)2空腔之间的尺寸相容性表明,通过巯基-炔点击反应引入碳硼烷团簇可以整合多种功能,从而在能量骨架中实现更好的高能性。
通过一锅球磨技术,作者将CB-SH封装在Zn(VIm)2中,得到CB-)2(HVIm=乙烯基取代咪唑)。其中,点击反应的选择性和正交化确保了CB-SH分子在孔隙中漂浮而不与HVIm发生反应。随后,配体交换和原位点击反应将游离的CB-SH固定在Zn(AIm)2骨架上,得到目标产物Zn(AIm)2-CB。初步评价表明,利用红发烟硝酸(RFNA, 90% HNO3)作为氧化剂,Zn(AIm)2的体积能量密度增加46.6%,点火延迟从24 ms减少到4 ms。此外,Zn(AIm)2-CB与碳硼烷的共价功能化稳定了骨架,增强了对外界刺激的安全性。
最初,CB-SH通过球磨工艺被包裹在Zn(VIm)2的骨架矩阵中,得到CB-)2,其的吸附能力下降,BET比表面积从988 m2 g-1降低到356 m2 g-1。孔径分布图显示中心孔径明显减小,与CB-SH尺寸吻合良好,表明CB-SH几乎完全占据了孔隙。在中等条件下,CB-)2与HAIm之间展开了精细的配体交换。通过原位硫醇-炔点击反应将CB-SH固定在Zn(AIm)2骨架上,最终形成Zn(AIm)2-CB。对比Zn(AIm)2,Zn(AIm)2-CB的BET表面积和孔径显著减小,强调了Zn(AIm)2孔隙中碳硼烷的主要限制。Zn(AIm)2-CB的EDS图谱显示骨架内所有对应元素的均匀分布,证实了碳硼烷整合的均匀性。
通过密度泛函理论(DFT)计算,作者探索了催化爆燃反应机理,以揭示CB-SH对点火过程的影响。在CB-SH存在的情况下,硝酸在Zn(AIm)2-CB中Zn2+金属位点的吸附表现为放热过程,超过Zn(AIm)2和CB-)2,表明相互作用更强。在金属的催化下,硝酸分子经历了一个能氧解离过程,导致N-O键断裂。Zn(AIm)2-CB穿过最低能垒,表现出最高的热力学活性。然后,-OH和-NO2基团分别与金属中心和配体官能团结合,引发随后的氧化反应。结果表明,共价连接的CB-SH在Zn(AIm)2中通过降低HNO3分解过程的吉布斯自由能,从而显著加快氧化反应的初始步骤,从而缩短框架的ID时间。


