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火炸药的绿色制造技术发展

以硝基化合物为代表的含能材料是火炸药技术的基础,其传统的制造工艺过程会产生含有大量有机物的废酸和废水,环境污染严重,治理费用高,因此火炸药原材料组分传统制造工艺需要进行绿色化和低成本改进,以及积极开发含能材料的绿色合成工艺。

硝基含能化合物的生物合成是火炸药原材料制造技术中最新颖的前沿研究领域,是一种真正绿色合成路线。最具代表性的新型硝化技术是用N2O5作为绿色硝化剂,这一技术的关键是如何制备N2O5和怎样实现N2O5硝化工艺。

研究的N2O5制备方法主要有半渗透膜电解法和臭氧氧化法:

(1)半渗透膜电解法是在电解池内用特制的半渗透膜隔开两个电极,电解无水硝酸而生成N2O5;

(2)臭氧氧化法是将浓度5%﹣10%的臭氧与氧气的混合物和N2O4进行气相反应生成N2O5。试验的N2O5硝化工艺主要有2种:

(1)用N2O5﹣HNO3﹣N2O4作硝化剂进行硝化;

(2)用N2O5和无水HNO3于液态二氧化碳中进行硝化。

南京理工大学研究了用DADN原料在N2O5﹣HNO3体系中绿色硝解制备HMX.以DADN为原料,不同硝解方法的优缺点比较见表:

硝化体系

收率/%

优点

缺点

HNO3

40

步骤简单

得率低

H2SO4﹣NH4NO3﹣HNO3

80﹣85

工艺成熟

废酸量大,难处理

P2O5﹣HNO3

99

得率高,纯度好

P2O5和HNO3需大大过量,腐蚀性大

N2O5﹣有机溶剂

65

无需废酸处理

得率低,溶剂易挥发

N2O5﹣HNO3

94

得率高,废酸少,硝化剂的过量比小

火炸药的安全使用知识有:防止炸药受热、火焰引起的爆炸;按炸药使用温度使用,不要超过温度条件;禁止长时间阳光照射;禁止电焊、气焊、气割作业等。

依据文章内容,回答下列问题:

(1)文中涉及到的下列物质:P2O5、HNO3、O3、NH4NO3、N2O4中,不包括的物质类别是_____(填序号)。

A 单质 B 氧化物 C 酸 D 碱 E 盐

(2)最具代表性的新型硝化技术是用_____作为绿色硝化剂。

(3)如表中,以DADN为原料,不同硝解方法比较中,P2O5和HNO3需大大过量,腐蚀性大的硝化体系是_____。

(4)火炸药的安全使用还有哪些注意事项_____。 (原文已有方法不能重复,任答一点)

练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源:四川省泸州市2019届九年级下学期中考一模化学试卷 题型:单选题

元素周期表中,硫元素的信息如图所示,从图中获得的信息不正确的是( )

A. 在硫原子的核外电子排布中a=2和b=8

B. 一个硫原子的相对原子质量是32.06g

C. 硫原子在化学反应中易获得2个电子形成硫离子,硫离子中:质子数<电子数

D. 硫是非金属元素

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科目:初中化学 来源:浙江省台州市2019届九年级下学期中考一模化学试卷 题型:单选题

甲、乙、丙、丁四种溶液中,分别含有 Ba2+、Mg2+、Na+、H+、OH﹣、Cl﹣、CO32﹣、SO42-中的一种阳离子和一种阴离子,为确定四溶液中分别含有哪种阳离子或阴离子,进行了下面实验:将甲溶液分别与其他三种溶液混合,都观察到白色沉淀生成;将乙、丁溶液混合,有气泡产生;向丙溶液中滴入硝酸银溶液,可明显观察到白色沉淀,加稀硝酸后,沉淀不消失.分析实验得到的以下结论,不正确的是(  )

A. 甲溶液中一定含有钡离子

B. 乙溶液中可能含有硫酸根离子

C. 丙溶液中一定含有氯离子

D. 丁溶液中一定含有钠离子

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科目:初中化学 来源:浙江省台州市2019届九年级下学期中考二模化学试卷 题型:科学探究题

图(1)和图(2)是两个设计证明分子运动的实验.在图(2)的锥形瓶中的小瓶里装着浓氨水,锥形瓶口用一张滤纸盖住,滤纸刚刚用酚酞溶液浸过.

(1)图(2)中观察到的现象是_____.

(2)图(1)中观察到的现象是_____,可以得到的结论是_____.

(3)在图(1)中的大烧杯外放一杯酚酞溶液的目的是_____.

(4)请你就两个实验的操作过程、药品用量、以及实验的严密性或其它方面作出比较性的评价:_____.

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科目:初中化学 来源:浙江省台州市2019届九年级下学期中考二模化学试卷 题型:单选题

下列物质中,不能提供人体活动所需能量的是(  )

A. 葡萄糖 B. 淀粉 C. 油脂 D. 食盐

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科目:初中化学 来源:四川省南充市2019届九年级下学期中考二模化学试卷 题型:单选题

下列图像能正确反映对应变化关系的是

A. 等质量的镁和锌中分别加入等浓度的稀H2SO4至过量

B. 等质量的CaO和Ca(OH)2中分别加入等浓度的稀盐酸至过量

C. CaCl2和HCl的混合溶液中加入Na2CO3溶液至过量

D. AgNO3和Cu( NO3)2的混合溶液中加入锌粉至过量

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科目:初中化学 来源:四川省南充市2019届九年级下学期中考二模化学试卷 题型:单选题

关于下列符号或图示的有关说法正确的是

①O2 ②Mg2+ ③ ⑥

A. ①表示两个氧原子 B. ②和④均表示阳离子

C. ③和⑤所表示的微粒化学性质相似 D. 由⑥可知碘的相对原子质量为126.9g

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科目:初中化学 来源:河北省廊坊市大城县2019届九年级下学期中考4月模拟化学试卷 题型:单选题

已知某NH4NO3溶液的pH=4.下列说法不正确的是(  )

A. 盐溶液不一定都显中性

B. NH4NO3是一种复合肥料

C. NH4NO3不能与熟石灰混合使用

D. 久施NH4NO3的土壤可能被酸化

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科目:初中化学 来源:江苏省无锡市惠山区2019届九年级下学期中考一模化学试卷 题型:综合题

K2SO4是无氯优质钾肥,Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。某研究性小组对K2SO4和Mn3O4的制备展开了系列研究。

(一)以硫酸工业的尾气SO2制备K2SO4的工艺流程如下:

⑴钾肥K2SO4对农作物生长的作用是___________。

A.促进植物茎、叶生长,使叶色浓绿;

B.增强植物的抗寒、抗旱能力

C.增强植物的抗病虫害、抗倒伏能力

⑵反应釜I中发生的反应包括:①碳酸钙高温分解的化学方程式为________;

②CaO + SO2==CaSO3 ③ 2CaSO3+O2==2CaSO4

⑶反应釜III:向反应II 所得(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后,经蒸发浓缩、过滤 、洗涤、干燥等操作即可制得K2SO4产品。为提高K2SO4产品纯度,过滤时应控制反应液的温度范围为____________(填字母序号,如图为几种盐的溶解度曲线)。

A.0℃-10℃ B. 20℃-30℃ C. 60℃-65℃ D. 80℃-90℃

⑷上述工艺流程中循环利用的物质是_______;证明产品K2SO4中不含杂质的实验方法是_______写出方法、现象)。

(二)实验室以SO2气体为原料制备少量高纯Mn3O4的操作步骤如下:

(步骤I)制备MnSO4溶液:在三颈烧瓶中(装置见图) 加入一定量MnO2和水,先通氮气,再通入SO2和N2混合气体,搅拌反应3小时。停止通SO2,继续反应片刻后过滤得MnSO4溶液。

[资料1]亚硫酸(H2SO3)在Mn2+催化作用下被O2氧化为硫酸,硫酸与MnO2在常温下不易发生反应。

⑸烧杯中石灰乳(有效成分为氢氧化钙)的作用为________。

⑹三颈烧瓶中生成MnSO4的反应化学方程式为____________。

⑺步骤I中,先通入氮气的目的是_________。为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有:及时搅拌反应液、_______(任写1条)。

(步骤II)制备MnSO4•H2O晶体:利用硫酸锰的溶解度在100℃以上随温度升高而急剧降低的原理,采用压力釜升温加压结晶法后过滤、洗涤、低温干燥得纯净的MnSO4•H2O晶体。

(步骤III)制备Mn3O4固体:准确称取101.4mg MnSO4•H2O,将MnSO4•H2O晶体在空气中高温煅烧,下图是用热重分析仪测定煅烧时温度与剩余固体质量变化曲线。

[资料2] MnSO4在空气中高温煅烧生成Mn3O4和三氧化硫,当温度超过1000℃时,Mn3O4又被氧气氧化为Mn2O3或MnO2

⑻该曲线中A段所表示物质的化学式为___________。

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