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推进剂是火箭和航天飞行器的动力核心,对航天事业发展起着至关重要的作用。传统的肼类推进剂具有毒性和致癌性,迫切需要开发绿色替代产品。自燃离子液体由于具有低熔点、宽液程、高热稳定性等特点,成为潜在的下一代推进剂燃料。点火延迟时间是评估燃料性能的重要参数,而大多数自燃离子液体点火活性较差。本文通过引入具有催化作用的金属离子,获得了一系列具有良好点火性能的自燃离子液体。具体内容如下:设计合成了六种[B12H1212]2-类金属(Cu2+,Ni2+,Zn2+)配位化合物。测试分析表明,六种金属配合物在室温下均为固体,熔点为196.7-269.3 ℃,这可能归因于它们高度对称的结构。在热稳定性方面,这些配合物的分解温度大于220 ℃,其中[Ni(C5H6N2)6]B12H12的分解温度最高(286.3 ℃)。此外,它们的密度优于肼类燃料(1.215-1.264 gcm-3),[Cu(C5H6N2)4]B12H12 的密度最高(1.264 gcm-3)。点火测试的结果表明,[Cu(C5H6N2)4]B12H12和[Ni(C5H6N2)6]B12H12均展现出超短的点火延迟时间(lms),且对于点火延迟时间的主要影响来自不同金属离子的催化作用。设计合成了五种N(CN)2-类Cu2+配位化合物。测试分析表明,五种配合物的熔点为57.5-133.6℃,分解温度为200-282℃,密度为1.10-1.31 gcm-3。其中,熔点和密度随着侧链长度的增加而逐渐减小。以1.0-5.0%的不同比例将这些配合物添加到N(CN)2-基的自燃离子液体中,并测定它们的点火延迟时间。混合体系表现出更优的点火活性。例如,1-烯丙基-3-甲基咪唑二氰胺盐在没有加入任何添加剂之前展现出较差的点火活性(43 ms),而添加了质量分数5%的[Cu(C6H8N2)4][N(CN)2]2添加剂的混合体系展现出短至6 ms的点火延迟时间。综上所述,本文在提高点火活性的指导思想下,得到了[B12H12]2-类金属(Cu2+,Ni2+,Zn2+)配位化合物和N(CN)2-类Cu2+配位化合物。对这些配合物的结构、相变温度、热稳定性、密度和点火活性进行了表征和充分讨论,证实了通过引入金属离子来提高点火活性的可行性。