本发明属于含能材料，更具体地说，涉及一类乌洛托品高氯酸盐及其应用。
背景技术：
1、含能材料是一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物、能独立进行快速的化学反应并输出能量的单质化合物或混合物。含能材料在国防军事和民用领域发挥着不可替代的作用。含能材料通常可以分为火炸药、推进剂、烟火药和火工药剂。其中单质含能材料从硝化甘油的出现一直发展到今天，逐步朝着高能、钝感的方向发展。其中，炸药的发展经历了三个阶段，包括第一代炸药2,4,6-三硝基甲苯(tnt)，第二代炸药环三亚甲基三硝胺(rdx)和第三代炸药六硝基六氮杂异伍兹烷(cl-20)。单质炸药在发展的过程中，其应用逐步由传统武器系统的主装药逐步扩展到含铝炸药、高能氧化剂以及固体推进剂中的高能添加剂等。
2、固体推进剂是一种具有特定性能的含能复合材料,是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源，是固体火箭发动机的动力源用材料，在导弹和航天技术发展中起着重要的作用。固体推进剂通常包含还原剂(金属粉)、氧化剂(高氯酸铵)、粘合剂和其他添加剂。随着推进剂的不断发展，要求能量和比冲逐渐提高，高能炸药被引入到复合体系中作为高能组分提高比冲。
3、高能炸药爆轰性能的提升以及感度的降低一直以来都是本领域研究人员追求的目标。随着chon型炸药能量设计瓶颈的出现和生产成本的限制，高氮化合物、高能离子盐、含能金属有机骨架、含能共晶等逐步被报道，为设计性能优异的炸药提供了更多选择。其中，专利申请公开号为cn107722022a的专利文献中公开了一类具有通式abx3型的含能化合物，由于其富含含能基团且这些氧化性含能阴离子与还原性有机阳离子在空间上紧密的相间排列，使其晶体密度大，反应速率快，能量密度高，爆热、爆压、爆速水平均高，其作为炸药使用的性能优越性与现有技术相比带来了较大的进步。
4、因此，开发性能提升的新型的含能化合物，是本领域关注的重要方向。
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、为了进一步提高含能化合物的爆轰性能，本发明提供一类乌洛托品高氯酸盐，该类乌洛托品高氯酸盐具有不同于已经报道的钙钛矿型含能化合物的新的结构，且具有更高的爆速、爆压等性能，有望成为具有更高爆轰性能的炸药、高能氧化剂或作为含能添加剂制备复合含能材料如固体推进剂。
3、2.技术方案
4、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
5、[乌洛托品高氯酸盐]
6、本发明第一方面提供一类乌洛托品高氯酸盐，其中包含：
7、乌洛托品有机阳离子；
8、一价阳离子；和
9、高氯酸根离子；
10、所述乌洛托品有机阳离子、一价阳离子与高氯酸根离子的物质的量比例为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)：(3-3.5)。优选地，所述乌洛托品有机阳离子、一价阳离子与高氯酸根离子的比例为(0.9-1.1)：(0.9-1.1)：(3-3.5)，进一步优选地，比例为(0.95-1.05)：(0.95-1.05)：(3-3.5)，最优选地，比例为1：1：3。
11、需要说明的是，乌洛托品又称为六次亚甲基四胺。
12、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，所述乌洛托品高氯酸盐的晶体结构为四方晶系，空间群i41/a，晶胞沿c轴的长度是沿a轴长度的倍数，所述倍数为2±0.2倍。优选地，所述倍数为2±0.1倍，进一步优选地，所述倍数为2±0.05倍。本发明第一方面的乌洛托品高氯酸盐，具有与专利申请公开号为cn107722022a的专利文献中实施例中制备的钙钛矿相同分子通式为abx3(本发明中a为乌洛托品，b为一价阳离子，x为高氯酸根离子，应当理解的是，其中a:b:x的比例约为1:1:3)，但不同于现有含能钙钛矿化合物的结构，本发明乌洛托品高氯酸盐晶体为四方晶系，沿晶胞c轴长度约为a轴或b轴的两倍。
13、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，所述乌洛托品高氯酸盐的晶胞参数为z＝16。优选地，所述乌洛托品高氯酸盐的晶胞参数为z＝16。
14、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，所述乌洛托品高氯酸盐的xrd图谱的2θ位于34.4±0.2°处具有特征衍射峰。
15、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，所述一价阳离子包括一价金属阳离子、铵根阳离子、nh3oh+或ch3nh3+；
16、所述一价金属阳离子包括第一主族金属离子或第一副族金属离子。
17、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，所述第一主族金属离子包括li+、na+、k+、rb+或cs+中的一种或多种；
18、所述第一副族金属离子包括ag+。
19、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，所述一价阳离子包括na+、k+、rb+、nh4+、ag+、ch3nh3+中的一种或者多种。
20、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，乌洛托品高氯酸盐包含：
21、乌洛托品有机阳离子；
22、rb+；和
23、高氯酸根离子。
24、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，乌洛托品高氯酸盐包含：
25、乌洛托品有机阳离子；
26、na+；和
27、高氯酸根离子；
28、所述乌洛托品有机阳离子、na+和高氯酸根离子的物质的量之比为1:1:3，其晶体的晶胞参数为：
29、
30、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，乌洛托品高氯酸盐，包含：
31、乌洛托品有机阳离子；
32、k+；和
33、高氯酸根离子；
34、所述乌洛托品有机阳离子、k+和高氯酸根离子的物质的量之比为1:1:3，其晶体的晶胞参数为：
35、
36、作为本发明第一方面任一实施方式的优选，乌洛托品高氯酸盐，包含：乌洛托品有机阳离子；
37、nh4+；和
38、高氯酸根离子；
39、所述乌洛托品有机阳离子、nh4+和高氯酸根离子的物质的量之比为1:1:3，其晶体的晶胞参数为：
40、
41、
42、本发明第一方面任一实施方式的乌洛托品高氯酸盐含能化合物的制备方法，其中一价阳离子来自一价阳离子的高氯酸盐、卤化物、乙酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐或氢氧化物。
43、本发明第一方面任一实施方式的乌洛托品高氯酸盐含能化合物的制备方法，具体的：
44、na+来自naclo4，nacl，ch3coona，naoh、na2co3，nahco3中的一种或者多种；
45、k+来自kclo4，kcl，ch3cook，koh，k2co3，khco3中的一种或者多种；
46、rb+来自rbclo4，rbcl，ch3coorb，rboh、rb2co3，rbhco3中的一种或者多种；
47、nh4+来自nh4clo4，nh4cl，ch3coonh4，nh4oh(nh3·h2o)，(nh4)2co3，nh4hco3中的一种或者多种；
48、ag+来自agclo4，agno3，agf中的一种或者多种。
49、进一步优选地，制备方法包括将乌洛托品和提供一价阳离子的化合物配置成混合溶液；
50、进一步优选地，在制备方法中，加料方式可以为将混合溶液加入至稀释的高氯酸溶液中，或者将稀释的高氯酸溶液加入至混合溶液中。其中，加入方式优选为滴加。
51、进一步优选地，在所述加入过程中，反应溶液温度控制在35℃以下，且加入完毕后保温反应时间不超过30min。
52、[乌洛托品高氯酸盐的应用]
53、本发明第二方面提供乌洛托品高氯酸盐在炸药或固体推进剂中的应用。
54、作为本发明第二方面实施方式的优选，提供乌洛托品高氯酸盐在炸药中的应用。
55、作为本发明第二方面实施方式的优选，提供乌洛托品高氯酸盐作为炸药中高能氧化剂的应用。
56、作为本发明第二方面实施方式的优选，提供乌洛托品高氯酸盐在中复合含能材料中的应用；所述复合含能材料包括固体推进剂、铝热剂及其他金属粉或者合金粉组成的复合体系。
57、[固体推进剂]
58、本发明第三方面提供一类固体推进剂，包括氧化剂、还原剂和含能添加剂；所述氧化剂包括高氯酸铵，所述含能添加剂包含本发明第一方面任意实施方式所述的乌洛托品高氯酸盐。
59、3.有益效果
60、相比于现有技术，本发明的有益效果为：
61、(1)本发明制备了一类具有新结构的乌洛托品高氯酸盐，其中乌洛托品有机阳离子、一价阳离子与高氯酸根离子的物质的量比例为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)：(3-3.5)。
62、(2)本发明制备的乌洛托品高氯酸盐具有四方晶系，空间群i41/a，晶胞沿c轴的长度是沿a轴长度的倍数，所述倍数为2±0.2倍，是一类具有新的晶型结构的化合物，并且与现有技术专利申请公开号为cn107722022a的专利文献实施例4中公开的立方晶系abx3型化合物dap-4(结构示意图如图1)相比，本发明实施例1-5制备的化合物具有提高的爆压；
63、(3)本发明制备的乌洛托品高氯酸盐中，一价阳离子为nh4+的化合物，在表1的比较列表中，具有仅次于cl-20的爆速和爆压，远高于dap-4以及rdx、hmx，有望应用于高能炸药、固体推进剂、含铝炸药。
1.乌洛托品高氯酸盐，其中包含：
2.根据权利要求1所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，所述乌洛托品高氯酸盐的晶体结构为四方晶系，空间群i41/a，晶胞沿c轴的长度是沿a轴长度的倍数，所述倍数为2±0.2倍。优选地，所述倍数为2±0.1倍，进一步优选地，所述倍数为2±0.05倍。
3.根据权利要求1或2所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，所述乌洛托品高氯酸盐的晶胞参数为z＝16。
4.根据权利要求1或2所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，所述乌洛托品高氯酸盐的xrd图谱的2θ位于34.4±0.2°处具有特征衍射峰。
5.根据权利要求1或2所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，所述一价阳离子包括一价金属阳离子、铵根阳离子、nh3oh+或ch3nh3+；
6.根据权利要求5所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，所述第一主族金属离子包括li+、na+、k+、rb+或cs+中的一种或多种；
7.根据权利要求6所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，包含：
8.根据权利要求1或2所述的乌洛托品高氯酸盐，其特征在于，包含：
9.权利要求1～8中任意一项所述的乌洛托品高氯酸盐在炸药、固体推进剂或高能氧化剂中的应用。
10.固体推进剂，其特征在于，包括氧化剂、还原剂和含能添加剂；所述氧化剂包括高氯酸铵，所述含能添加剂包含权利要求1～8中任意一项所述的乌洛托品高氯酸盐。
