钾1,1′-二硝基氨基-5,5′双四唑酸盐的结构稳定性、振动与成键性质：一种新兴绿色起爆药
材料科学
2015-10-08 v1
摘要
钾1,1′-二硝基氨基-5,5′双四唑酸盐(K2DNABT)是一种富氮(质量分数50.3%, \ce{K2C2N12O4})的绿色起爆药，具有高爆性能特征，即爆速(D = 8.33 km/s)、爆压(P = 31.7 GPa)以及可替代现有有毒起爆药的快速起爆能力。本工作中，我们报道了关于K2DNABT的结构、状态方程、振动谱、电子结构和吸收谱的密度泛函理论(DFT)计算。我们通过DFT-D2方法讨论了弱色散相互作用对结构和振动性质的影响。我们从压力依赖的结构性质发现了各向异性压缩率(b < a < c)。预测的体模量表明该材料比三叠氮化氰尿酸(\ce{C3N12})更硬，比叠氮化铅(\ce{Pb(N3)2})更软。我们完成了所有振动模式的完全指认并与现有实验结果比较。计算得到的布里渊区中心红外和拉曼频率显示蓝移，导致压缩时晶格硬化。此外，我们还使用最近发展的Tran-Blaha修正Becke-Johnson势计算了电子结构和吸收谱。发现K2DNABT是直接带隙绝缘体，带隙为3.87 eV，价带顶主要由氧和氮原子的态主导。K2DNABT表现出混合离子性(钾与四唑酸根离子之间)和共价性(四唑酸分子内)。离子键的存在表明所研究的化合物相对稳定和比共价起爆药更不敏感。从计算的吸收谱发现，该材料在紫外光照射下分解。
引用
@article{arxiv.1510.01865,
title = {Structural stability, vibrational and bonding properties of potassium 1,1$'$-dinitroamino-5,5$'$ bistetrazolate: An emerging green primary explosive},
author = {N. Yedukondalu and G. Vaitheeswaran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.01865},
year = {2015}
}