含硝化甘油挥发物在固体表面的凝结行为的分子动力学模拟

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作者 黄超然 潘葆 +6 位作者 李果 王玉 谢林生 刘所恩 赵俊波 刘云章 谭凯鑫 《含能材料》 北大核心 2025年第2期156-164,共9页

针对推进剂压延过程中产生的含硝化甘油(NG)挥发物在多种固体表面凝结积聚、存在安全隐患的问题,基于分子动力学模拟方法,通过构建含NG挥发物和固体表面的混合体系模型,开展含NG挥发物在固体表面的凝结行为研究,探讨了NG质量分数、固体... 针对推进剂压延过程中产生的含硝化甘油(NG)挥发物在多种固体表面凝结积聚、存在安全隐患的问题,基于分子动力学模拟方法,通过构建含NG挥发物和固体表面的混合体系模型,开展含NG挥发物在固体表面的凝结行为研究,探讨了NG质量分数、固体表面材质、固体表面粗糙度对含NG挥发物在混合体系中的径向分布函数、均方位移和扩散系数、相对密度分布等分子动力学特征参数的影响。结果表明:随着NG质量分数的增加,挥发物在固体表面的凝结物团簇尺寸逐渐减小,然而挥发物凝结比例则呈现先增加后降低的趋势,当NG质量分数为70%时,扩散系数为0.0364,挥发物凝结比例最大;当采用不同材质固体表面时,含NG挥发物在二氧化硅(SiO_(2))表面的凝结量明显大于材质为铜(Cu)、氧化钙(CaO)和铁(Fe)的表面,但SiO_(2)表面凝结物团簇的均匀性较差;表面粗糙度因素的引入对于SiO_(2)表面和Fe表面挥发物凝结量的影响相反,当SiO_(2)表面从光滑到粗糙度为0.4 nm时,扩散系数从2.1228增加到10.7156,挥发物在表面的凝结量上升;然而,当Fe表面从光滑到粗糙度为0.4 nm时,扩散系数从17.5673减小至1.8462,其表面挥发物的凝结量则有所下降。 展开更多

关键词 硝化甘油(NG)挥发物 固体表面 凝结行为 分子动力学模拟 粗糙度

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叠氮硝化甘油的合成研究 被引量：7

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作者 郭绍俊 苏天铎 +3 位作者 封利民 王兴义 张丽洁 张川 《含能材料》 EI CAS CSCD 2003年第3期149-152,共4页

以1,3-二氯丙醇-(2)为原料成功地合成了硝化甘油二叠氮取代物--1,3-二叠氮基-2-硝酸酯基丙烷(DANG),并对DANG性能进行了初步测试.试验结果表明,DANG的凝固点明显低于NG的凝固点,而危险等级与硝甘相当或略低.

关键词 叠氮硝化甘油 合成 1 3—二叠氮基—2—硝酸酯基丙烷 DANG

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硝化纤维素/硝化甘油共混体系力学状态的温度依赖特性 被引量：5

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作者 齐晓飞 张晓宏 +1 位作者 严启龙 胡米 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1387-1392,共6页

为研究硝化纤维素(NC)/硝化甘油(NG)共混体系力学状态的温度依赖特性,采用动态力学性能实验和分子动力学模拟研究了温度对其宏微观力学状态的影响。结果表明,NC/NG共混体系的力学状态与NC分子链在不同温度下的运动状态密切相关,主要取... 为研究硝化纤维素(NC)/硝化甘油(NG)共混体系力学状态的温度依赖特性,采用动态力学性能实验和分子动力学模拟研究了温度对其宏微观力学状态的影响。结果表明,NC/NG共混体系的力学状态与NC分子链在不同温度下的运动状态密切相关,主要取决于链段运动需要的自由体积、热运动能力及其与NG分子间的作用力。NC/NG共混体系的两个力学松弛过程分别与自由体积的不连续变化和NC分子链链段运动的突然增强有关。 展开更多

关键词 物理化学 硝化纤维素 硝化甘油 力学状态 温度

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硝化甘油与高分子黏合剂混合体系相互作用的理论研究 被引量：7

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作者 范晓薇 居学海 +1 位作者 孙小巧 肖鹤鸣 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期46-49,共4页

运用MO-PM3方法计算了硝化甘油(NG)与高分子黏结剂聚乙二醇(PEG)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、缩水甘油叠氮基聚醚(GAP)、3-叠氮甲基-3-甲基环氧丁烷聚合物(AMMO)和3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷聚合物(BAMO)的混合模型体系的几何结构(聚合度n=1... 运用MO-PM3方法计算了硝化甘油(NG)与高分子黏结剂聚乙二醇(PEG)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、缩水甘油叠氮基聚醚(GAP)、3-叠氮甲基-3-甲基环氧丁烷聚合物(AMMO)和3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷聚合物(BAMO)的混合模型体系的几何结构(聚合度n=1,2,3,4),由色散能校正电子相关近似求得其分子间相互作用能(ΔE)。结果表明,当n=4时,5个混合体系的相互作用能为-49^-60kJ/mol。除GAP和BAMO以外,当n值增大时,混合体系的相互作用能增加。混合体系中,两个子体系的原子与原子之间最短距离为0.270~0.340nm。 展开更多

关键词 物理化学 硝化甘油 高分子黏结剂 分子间相互作用 MO—PM3法

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硝化甘油在α-Al_2O_3(0001)和γ-Al_2O_3(110)表面吸附的理论计算 被引量：5

5

作者 王艳群 王宝山 李伟 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1383-1389,共7页

选取硝化甘油(NG)和氧化铝(Al_2O_3)分别作为推进剂中的含能增塑剂和燃料表面的模型,研究了含硝酸酯类增塑剂与推进剂中燃烧剂表面的微观作用机理.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和全电子双数值基组研究了NG在α-Al_2O_3(0001)和... 选取硝化甘油(NG)和氧化铝(Al_2O_3)分别作为推进剂中的含能增塑剂和燃料表面的模型,研究了含硝酸酯类增塑剂与推进剂中燃烧剂表面的微观作用机理.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和全电子双数值基组研究了NG在α-Al_2O_3(0001)和γ-Al_2O_3(110)表面的吸附作用.计算结果表明,NG可以在α-Al_2O_3(0001)和γ-Al_2O_3(110)表面发生强烈化学吸附;吸附导致相应的O—NO_2键被明显拉长并断裂,无能垒自发产生NO_2自由基,该解离过程放出大量的热,吸附能高达约175.7 kJ/mol;NG在完全羟基化的α-Al_2O_3(0001)和γ-Al_2O_3(110)表面上的吸附明显减弱,从强烈的化学吸附转变成以氢键作用为主的物理吸附,吸附能只有约50.0 kJ/mol;而在部分羟基化的α-Al_2O_3(0001)和γ-Al_2O_3(110)表面上可以同时发生物理吸附和化学吸附,且两种机制并不存在明显的协同或催化作用. 展开更多

关键词 硝化甘油 氧化铝表面 吸附 密度泛函理论 相容性

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双基推进剂装药包覆层间硝化甘油迁移及抑制 被引量：9

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作者 赵凤起 王新华 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 1993年第2期69-74,共6页

硝化甘油(NG)向装药包覆层的大量迁移,是一个非常严重的问题,它直接关系着发动机装药的使用寿命.本文综述了影响NG迁移的因素和迁移机理,介绍了国内外对NG迁移动力学和热力学进行的研究,以及NG迁移的检测技术,讨论了NG迁移的抑制技术.

关键词 双基推进剂 硝化甘油 包覆 转移

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硅胶柱层析法分离提纯双基药中的硝化甘油 被引量：2

7

作者 郑文芳 熊鹰 +2 位作者 潘仁明 蔺向阳 李生有 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期70-73,85,共5页

探讨了以双基药为原料,采用柱层析法分离提纯来获取少量硝化甘油的工艺方法。结果表明,以乙醚为提取溶剂、二氯甲烷为流动相,45-75μm的层析用粗孔硅胶为固定相,空塔流速约为0.764 cm/min的条件下进行层析柱分离提纯,可获取克量级的硝... 探讨了以双基药为原料,采用柱层析法分离提纯来获取少量硝化甘油的工艺方法。结果表明,以乙醚为提取溶剂、二氯甲烷为流动相,45-75μm的层析用粗孔硅胶为固定相,空塔流速约为0.764 cm/min的条件下进行层析柱分离提纯,可获取克量级的硝化甘油。经高效液相色谱法分析,所得硝化甘油纯度高,未见杂峰。 展开更多

关键词 有机化学 双基药 硝化甘油 硅胶柱层析法 分离提纯

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喷射硝化法生产硝化甘油的模拟计算 被引量：3

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作者 秦能 姚军燕 刘有智 《含能材料》 EI CAS CSCD 2002年第4期185-188,共4页

对喷射硝化器生产硝化甘油进行了模拟计算。在建立数学模型的过程中,提出了几点假设,计算反应进行程度时回避了传统的平衡常数法,代之以几组相平衡间的函数关系式。建立的数学模型,计算结果与实际生产情况相符。

关键词 喷射硝化法 生产 硝化甘油 模拟计算 数学模型 含能材料

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N2O5在硝化甘油合成中的应用 被引量：2

9

作者 王庆法 石飞 +2 位作者 张香文 王莅 米镇涛 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期304-306,共3页

以N2O5为硝化剂,缩水甘油为原料,通过考察工艺条件对硝化过程的影响,研究了硝化甘油的绿色合成过程。实验结果表明,H-ZSM-5分子筛具有较好的催化性能;适宜的催化剂浓度为15g.L-1,N2O5/缩水甘油的摩尔比为3:1,反应温度为15℃,在此条件下... 以N2O5为硝化剂,缩水甘油为原料,通过考察工艺条件对硝化过程的影响,研究了硝化甘油的绿色合成过程。实验结果表明,H-ZSM-5分子筛具有较好的催化性能;适宜的催化剂浓度为15g.L-1,N2O5/缩水甘油的摩尔比为3:1,反应温度为15℃,在此条件下反应4h,硝化甘油的选择性达100%,收率达91.1%. 展开更多

关键词 有机化学 硝化甘油 五氧化二氮(N2O5) 绿色硝化

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硝化甘油喷射硝化器喷雾效果优化及试验验证 被引量：4

10

作者 刘晶 景青 +4 位作者 陈松 秦能 康超 马宁 周致富 《爆破器材》 CAS 2016年第5期1-6,共6页

喷射硝化法是目前最常用制备硝化甘油的硝化方法,但实际应用中常会出现批次与批次之间喷射效果差别太大、雾化效果不均匀等情况,对硝化甘油的制备产生了一定程度的影响。为了分析不同结构参数对喷射器喷射效果的影响,进而优化喷射器的结... 喷射硝化法是目前最常用制备硝化甘油的硝化方法,但实际应用中常会出现批次与批次之间喷射效果差别太大、雾化效果不均匀等情况,对硝化甘油的制备产生了一定程度的影响。为了分析不同结构参数对喷射器喷射效果的影响,进而优化喷射器的结构,本文使用相位多普勒技术(PDA)的检测方法,检测了不同喷嘴安装形式、不同加工精度、不同流体喷嘴的轴向位置等不同结构参数下喷雾颗粒的粒径及速度分布。通过试验,得出了不同结构参数下雾化颗粒粒径、颗粒速度的轴向及径向分布规律,并得出了最优喷射器喷嘴结构,使雾化后颗粒的粒径降低至40μm以下,颗粒速度降低至3 m/s,对工厂的实际生产有一定的指导作用。 展开更多

关键词 硝化甘油 喷射硝化 PDA检测技术 优化分析

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硝酸酯类的量子化学研究——硝化甘油的热解机理 被引量：7

11

作者 肖鹤鸣 王大喜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第1期41-46,共6页

用量子化学方法对硝化甘油(NG)及其热解机理进行了研究。用能量梯度全优化计算获得NG的平衡几何构型,其生成热(-363.34kJ/mol)与实验值(-370.82kJ/mol)相一致。计算发现NG分子中O—NO_2键的Wiberg键级(W_(ON))最小,推测NG在热解过程中O... 用量子化学方法对硝化甘油(NG)及其热解机理进行了研究。用能量梯度全优化计算获得NG的平衡几何构型,其生成热(-363.34kJ/mol)与实验值(-370.82kJ/mol)相一致。计算发现NG分子中O—NO_2键的Wiberg键级(W_(ON))最小,推测NG在热解过程中O—NO_2键有可能优先断裂。计算出NG热裂解和β-H转移消除反应位能曲线。求得β-H转移消除反应活化能为177.32kJ/mol,介于实验测定值107.86～209.20kJ/mol之间。 展开更多

关键词 热解机理 量子化学 硝化甘油

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尺寸排阻色谱对增能火药中硝化甘油分布与迁移规律的研究 被引量：2

12

作者 罗运军 严晓虎 +1 位作者 谭惠民 罗善国 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期162-165,共4页

用尺寸排阻色谱的方法研究了高氮量单基火药吸收硝化甘油以后硝化甘油的分布规律及加速老化过程中硝化甘油的迁移规律。结果表明，硝化甘油在高氮量单基火药中分布服从高斯分布。老化过程中，这种分布向方差增大的高斯分布变化。给出了... 用尺寸排阻色谱的方法研究了高氮量单基火药吸收硝化甘油以后硝化甘油的分布规律及加速老化过程中硝化甘油的迁移规律。结果表明，硝化甘油在高氮量单基火药中分布服从高斯分布。老化过程中，这种分布向方差增大的高斯分布变化。给出了硝化甘油迁移的速度常数，这对于增能火药的贮存和使用具有重要作用。 展开更多

关键词 尺寸排阻色谱 单基火药 硝化甘油 增能火药 装药

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硝化甘油生产自动投油的稳定性控制 被引量：1

13

作者 王勇 王晓东 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 2003年第3期51-52,59,共3页

介绍了硝化甘油喷射硝化生产过程利用DCS控制实现自动投油的方法,解决了硝化过程纯滞后所带来的控制回路不稳定现象,提高了控制系统的稳定性。

关键词 硝化甘油 自动投油 稳定性 DCS控制 工艺流程 纯滞后 硝化

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聚苯胺膜电极用于硝化甘油产品中硝酸根离子检测的可行性研究

14

作者 李星玮 李晓宣 +3 位作者 王连军 蒋鹏举 赵宝昌 居明 《爆破器材》 CAS 北大核心 2001年第1期5-7,共3页

文章讨论了在给定氧化还原电位下 ,聚苯胺膜电极对硝酸根离子的响应电流随时间、浓度的变化 ,以及电极检测的稳定性。初步探讨了聚苯胺膜电极用于硝化甘油产品中硝酸根离子检测的可行性。

关键词 聚苯胺 硝酸根离子 聚苯胺膜电极 硝化甘油 检测

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计算机模拟仿真技术的应用——硝化甘油生产工艺模拟培训系统开发研究

15

作者 任晓莉 刘有智 袁志国 《四川兵工学报》 CAS 2002年第4期16-19,共4页

以硝化甘油生产工艺模拟培训系统开发为例,阐述了计算机模拟仿真技术在我国火化工行业中的应用,详细介绍了硝化甘油培训系统采用的多媒体技术和面向对象的程序设计思想以及生命螺旋周期设计方法,主要研究了硝化甘油生产工艺模拟培训系... 以硝化甘油生产工艺模拟培训系统开发为例,阐述了计算机模拟仿真技术在我国火化工行业中的应用,详细介绍了硝化甘油培训系统采用的多媒体技术和面向对象的程序设计思想以及生命螺旋周期设计方法,主要研究了硝化甘油生产工艺模拟培训系统的具体开发与研制过程,着重分析了系统制作过程中的技术关键和难点的实现,最后对该培训系统的功能特点和在火化工行业中的应用前景作了综合评述。 展开更多

关键词 硝化甘油 生产工艺 模拟培训系统 仿真 火化工行业

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贮存期间硝化甘油的分解机理 被引量：8

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作者 裴立冠 董可海 +3 位作者 唐岩辉 张波 于畅 李文佐 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期804-809,共6页

为分析硝化甘油(NG)贮存期间的分解反应机理,采用热分解实验监测了55℃和60℃下硝化甘油分解放出的CO、NO、NO_2三种气体浓度变化。通过密度泛函理论和正则变分过渡态理论计算了O—NO_2基团消去反应、HONO消除反应、α位夺氢反应和β位... 为分析硝化甘油(NG)贮存期间的分解反应机理,采用热分解实验监测了55℃和60℃下硝化甘油分解放出的CO、NO、NO_2三种气体浓度变化。通过密度泛函理论和正则变分过渡态理论计算了O—NO_2基团消去反应、HONO消除反应、α位夺氢反应和β位夺氢反应四种反应通道在20~60℃内起始反应的速率常数。结果表明:在55℃和60℃下分别以90天和70天为时间节点,硝化甘油分解放出的NO和CO两种气体浓度随着热分解时间的增长逐渐增大,而NO_2气体浓度则呈现先增大后减小的规律。在20~60℃,β位夺氢自催化反应速率最快,为其他三类反应速率的102~1011倍,HONO消除分解反应速率最慢,为其他三种反应速率的1/1011~1/105,而α位夺氢反应速率较NO_2基团消去反应快约两个数量级。鉴于NO_2分子作为分解反应生成物和自催化反应反应物的双重属性,可将硝化甘油贮存期间的分解过程以NO_2气体浓度达到最大的时间点为基准划分为两个阶段,第一阶段O—NO_2基团消去反应为主反应通道,α位和β位夺氢自催化反应速率随NO_2气体浓度的升高逐渐加快,第二阶段β位夺氢自催化反应为主反应通道,α位夺氢自催化反应通道为次反应通道。在整个过程中,HONO消除反应对硝化甘油的分解作用最小。 展开更多

关键词 硝化甘油(NG) 热分解 密度泛函理论 正则变分过渡态理论 速率常数

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二氧化氮催化硝化甘油分解机理的数值计算 被引量：6

17

作者 裴海潮 吴婉娥 +4 位作者 付潇 陈晨 王广 强洪夫 王明良 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期538-541,共4页

采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上模拟计算了NO_2对硝化甘油(NG)催化分解的反应机理。通过与O—NO_2均裂、HNO_2分子内消去反应对比发现,NO_2分子对NG分解反应有显著的催化效应;NG的催化分解途径有α-H夺氢催化和β-H夺... 采用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上模拟计算了NO_2对硝化甘油(NG)催化分解的反应机理。通过与O—NO_2均裂、HNO_2分子内消去反应对比发现,NO_2分子对NG分解反应有显著的催化效应;NG的催化分解途径有α-H夺氢催化和β-H夺氢催化,计算得出2种途径的反应能垒分别为105.337 k J/mol和124.381 k J/mol,说明α-H夺氢催化更容易发生。 展开更多

关键词 量子化学 硝化甘油 催化分解 数值模拟 NEPE固体推进剂

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硝化甘油合成及分析技术研究进展 被引量：3

18

作者 郜浩田 付小龙 +4 位作者 李吉祯 郑启龙 刘所恩 屈蓓 张亚俊 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期1-6,共6页

硝化甘油(NG)目前仍然是推进剂和发射药中最重要、最常用和最好用的含能材料之一,也是能量水平最高的增塑剂之一。对NG的发展过程、优缺点、合成及分析新技术等方面进行了综述。从NG的使用可以看出,任何新的含能材料,除了对固体火箭发... 硝化甘油(NG)目前仍然是推进剂和发射药中最重要、最常用和最好用的含能材料之一,也是能量水平最高的增塑剂之一。对NG的发展过程、优缺点、合成及分析新技术等方面进行了综述。从NG的使用可以看出,任何新的含能材料,除了对固体火箭发动机或枪炮性能的影响特别重要外,彻底了解其热稳定性、相容性以及局限性等也很重要。通过对NG的综述,可为其他含能材料的开发提供一些经验。 展开更多

关键词 硝化甘油 物理/化学性能 合成技术 分析技术

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改性双基推进剂制备中硝化甘油的连续加料与计量技术 被引量：2

19

作者 何那仁朝格图 邓国栋 +2 位作者 鲁磊明 王路路 王志强 《爆破器材》 CAS 2017年第4期59-64,共6页

为了实现改性双基推进剂制备过程中硝化甘油的安全输送和精确计量,利用乳化喷射器、直管质量流量计及数据处理器(PLC)对硝化甘油(NG)与水的混合液进行了连续加料与计量试验研究。利用Fluent模拟软件对NG的乳化喷液过程进行模拟分析,得... 为了实现改性双基推进剂制备过程中硝化甘油的安全输送和精确计量,利用乳化喷射器、直管质量流量计及数据处理器(PLC)对硝化甘油(NG)与水的混合液进行了连续加料与计量试验研究。利用Fluent模拟软件对NG的乳化喷液过程进行模拟分析,得到最佳的乳化喷射器结构参数为:喉管直径14.33 mm,喉管长度60.03mm,喉嘴距12.00 mm;在此结构参数下进行模拟分析得到:乳化喷射器出口处NG最大体积分数小于30%,且所占节点比率小于0.05,说明NG与水混合均匀,确保了NG安全连续输送。研究了质量流量计在不同管道压力下对计量精度的影响,当管道压力为0.25~0.31 MPa时,能满足质量流量计的检测要求,计量误差≤1.0%,能满足改性双基推进剂连续制备的工艺要求。 展开更多

关键词 硝化甘油 乳化喷射器 乳化混合 质量流量 计量

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微反应系统合成硝化甘油的工艺研究 被引量：9

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作者 唐杰 魏应东 +2 位作者 吴兴龙 齐秀芳 裴重华 《爆破器材》 CAS 北大核心 2020年第5期36-41,共6页

为推动微化工技术在硝化甘油合成中的应用,通过自主设计的混沌式微混合器,以甘油、硝酸和硫酸为原料,研究了微反应系统连续合成硝化甘油的工艺。探究了微流道尺寸、反应物摩尔比及反应温度对微混合器内硝化甘油产率的影响,确定了最佳工... 为推动微化工技术在硝化甘油合成中的应用,通过自主设计的混沌式微混合器,以甘油、硝酸和硫酸为原料,研究了微反应系统连续合成硝化甘油的工艺。探究了微流道尺寸、反应物摩尔比及反应温度对微混合器内硝化甘油产率的影响,确定了最佳工艺条件:微流道直径1.0 mm,反应温度19℃,反应时间5 min,甘油与硝酸的摩尔比1.04.5;此时,硝化甘油产率为50.9%,纯度为98.9%。 展开更多

关键词 微化工技术 含能材料 混沌式微混合器 硝化甘油 合成

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