5，5′-联四唑-1，1′-二氧铅盐的热分解

杨彩云

摘  要：以5，5′-联四唑-1，1′-二氧钠盐和硝酸铅为原料通过复分解反应制备了5，5′-联四唑-1，1′-二氧铅盐（[Pb（BTO）（H2O）2]），考察了[Pb（BTO）（H2O）2]的热分解性能，获得在绝热条件下的分解动力学参数，绝热温升为2.1 ℃;初始放热温升速率为5.13 ℃/min。

关键词：5，5′-联四唑-1，1′-二氧铅盐;合成;绝热分解

中图分类号：TJ55    文献标识码：A

引言

Niko Fischer等[1]首次报道了多氮化合物5，5′-联四唑-1，1′-二羟基二水合物（BTO）及衍生物，并对爆炸性能进行预测。王杰群等[2]研究了二水合5，5′-联四唑-1，1′-二氧铅盐[Pb（BTO）（H2O）2]的热分解性能和非等温条件下的动力学。关于[Pb（BTO）（H2O）2]的结构和热性能虽有文献报道[3]，本文采用新方法制备了[Pb（BTO）（H2O）2]，利用绝热加速量热仪（ARC）等热分析仪研究[Pb（BTO）（H2O）2]的热稳定性，为安全生产和使用提供基础数据。

1.实验部分

1.1 实验样品及仪器

本实验所使用DSC-TG分析仪由日本岛津公司制造，样品质量约3 mg左右，空气氛围，样品盘采用三氧化二铝坩埚，参比坩埚使用空坩埚，操作温度为25～600 ℃，升温速率为5 ℃/min。

1.2  [Pb（BTO）（H2O）2]的合成

250 mL带温度计的三口烧瓶固定在水浴中，向三口烧瓶中加入水100 mL，四水合5，5′-联四唑-1，1′-二氧钠盐2.86 g（10 mmol），开启搅拌，升温至80 ℃使料液完全混合均匀。将硝酸铅5g（15.1 mmol）溶于30 mL水的溶液加入三口瓶，硝酸铅水溶液加完后保温1 h，缓慢降至室温，过滤，滤饼用水洗涤3次。自然晾干得到淡粉白色的[Pb（BTO）（H2O）2]晶体3.5g，收率85.17%。

红外（IR）（KBr，υ/cm-1）：3436（w）、1610（m）、1553（w）、1440（w）、1253（w）、1187（m）、1013（w）、750（s）、667（w）;元素分析（w/%）：[Pb（BTO）（H2O）2]（Mr=411.2），理论值，C 5.83，H 0.97，N 27.24;实测值，C 5.77，H 0.94，N 27.21。

2.结果与讨论

加速量热仪选择加热速率以“加热-等待-探测（H-W-S）”的模式操作，样品分解反应放出的热量不仅用于自身的加热，而且还要加热样品球，所以测试结果是样品和样品球组成的整个反应系统。

由图1可知，试样经过加热-等待-搜寻的运行周期后在251.40 ℃探测到样品开始分解放热反应，[Pb（BTO）（H2O）2]在绝热分解阶段温度随着时间的延长而缓慢增加。表1可知，251.40℃时样品开始分解放热，对应的温升速率为0.036℃/min，初始分解压力为598.57kPa，随后温升速率在7.70min内维持0.036℃/min不变，而压升速率开始缓慢下降，此時温度与压力继续升高，温度最高升至253.50℃，压力达到最大值681 kPa。

3.结论

以5，5′-联四唑-1，1′-二氧钠盐和硝酸铅为原料通过复分解反应制备了[Pb（BTO）（H2O）2]，采用红外光谱、元素分析对结构进行了表征，以ARC研究了[Pb（BTO）（H2O）2]在绝热条件下的热行为，绝热分解过程的初始放热温度为251.40℃，绝热温升为2.1℃。

参考文献

[1]  FISCHER Niko，KLAP?TKE Thomas M，REYMANN Marius，et al. Nitrogen-rich salts of 1H，1′H-5，5′-bitetrazole-1，1′-diol：energetic materials with high thermal stability [J]. European Journal of Inorganic Chemistry，2013，2013（12）：2167?2180.

[2]  王杰群，王鹏程，陆明，等.1，1-二羟基-5，5-联四唑金属盐的制备及热分解动力学[J]. 含能含能材料，2016，24（6）：538?543.

[3]  SU Qiang，WANG Xiaojun，SHU Qinghai，et al. Synthesis，crystal structure and properties of energetic complexes constructed from transition metal cations（Fe、Co、Cu and Pb）and BTO2?[J]. Journal of Heterocyclic Chemistry，2017，54（6）：3227?3234.