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Carbon-free energetic materials: computational study on nitro-substituted BN-cage molecules with high heat of detonation and stability†
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2018-04-18 00:00:00 , DOI: 10.1039/c7ra13476b Xin Zeng 1 , Nan Li 1 , Qingjie Jiao 1
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2018-04-18 00:00:00 , DOI: 10.1039/c7ra13476b Xin Zeng 1 , Nan Li 1 , Qingjie Jiao 1
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A new series of high-energy density materials (HEDMs) B6N6H6−n(NO2)n (n = 1–6) are studied at the M06-2X/6-311++G**, ωB97XD/6-311++G** and B3LYP/6-311++G** levels. Analysis of the structural changes caused by substituting the NO2 and the electronic structures, such as electron localization function (ELF), Wiberg bond index (WBI), charge transfer and bond dissociation energies (BDE), provide important insights into the essence of the chemical characteristics and stability. Moreover, the Born–Oppenheimer molecular dynamic (BOMD) simulation is performed to verify their stability, which suggests that only the BN-cage derivatives with one and two nitro groups bonding with boron atoms (NO2-1-1 and NO2-2-1) can remain stable under ambient conditions. To predict the detonation performance and sensitivity of these two stable BN-cage energetic molecules accurately, the density, gas phase enthalpy of formation, enthalpy of sublimation, detonation performance, impact sensitivity and BDE are calculated systematically. The calculation results show that both NO2-1-1 and NO2-2-1 have a higher heat of detonation, higher value of h50, and larger BDE of trigger bonds than CL-20.
中文翻译：
无碳含能材料：具有高爆热和稳定性的硝基取代 BN 笼分子的计算研究†
在 M06-2X/6-311++G**, ωB97XD 研究了一系列新的高能量密度材料 (HEDM) B 6 N 6 H 6− n (NO 2 ) n ( n = 1–6) /6-311++G** 和 B3LYP/6-311++G** 级别。替代NO 2引起的结构变化分析以及电子结构，如电子定位函数（ELF）、Wiberg 键指数（WBI）、电荷转移和键解离能（BDE），为了解化学特性和稳定性的本质提供了重要的见解。此外，进行了 Born-Oppenheimer 分子动力学 (BOMD) 模拟以验证它们的稳定性，这表明只有一个和两个硝基与硼原子键合的 BN 笼衍生物（NO 2 -1-1 和 NO 2-2-1) 在环境条件下可以保持稳定。为了准确预测这两种稳定的BN笼高能分子的爆轰性能和敏感性，系统地计算了密度、气相形成焓、升华焓、爆轰性能、冲击敏感性和BDE。计算结果表明，NO 2 -1-1 和NO 2 -2-1 均具有比CL-20更高的爆热、更高的h 50值和更大的触发键BDE。
更新日期：2018-04-18
中文翻译：
无碳含能材料：具有高爆热和稳定性的硝基取代 BN 笼分子的计算研究†
在 M06-2X/6-311++G**, ωB97XD 研究了一系列新的高能量密度材料 (HEDM) B 6 N 6 H 6− n (NO 2 ) n ( n = 1–6) /6-311++G** 和 B3LYP/6-311++G** 级别。替代NO 2引起的结构变化分析以及电子结构，如电子定位函数（ELF）、Wiberg 键指数（WBI）、电荷转移和键解离能（BDE），为了解化学特性和稳定性的本质提供了重要的见解。此外，进行了 Born-Oppenheimer 分子动力学 (BOMD) 模拟以验证它们的稳定性，这表明只有一个和两个硝基与硼原子键合的 BN 笼衍生物（NO 2 -1-1 和 NO 2-2-1) 在环境条件下可以保持稳定。为了准确预测这两种稳定的BN笼高能分子的爆轰性能和敏感性，系统地计算了密度、气相形成焓、升华焓、爆轰性能、冲击敏感性和BDE。计算结果表明，NO 2 -1-1 和NO 2 -2-1 均具有比CL-20更高的爆热、更高的h 50值和更大的触发键BDE。
京公网安备 11010802027423号