Combined Experimental and Computational Hydrostatic Compression Study of Crystalline Ammonium Perchlorate

Hunter, Stuart; Davidson, Alistair J.; Morrison, Carole A.; Pulham, Colin R.; Richardson, Patricia; Farrow, Matthew R.; Marshall, William G.; Lennie, Alistair R.; Gould, Peter

doi:10.1021/jp2012599

Cited by 30 publications

(58 citation statements)

References 36 publications

(80 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…1 для перхлоратов при нормальном давлении приведены равновесные структурные параметры, рассчи-танные методами DFT и DFT-D с использованием PBE-функционала [37]. Также для сравнения приведены име-ющиеся экспериментальные [5][6][7]13] и расчетные [13] данные. Видно, что для перхлоратов учет дисперсионной поправки приводит к более разумным результатам.…”

Section: структурные свойстваunclassified

“…2 приведены рассчитанные зависимости от давления параметров решетки и объема перхлоратов в сравнении с экспериментальными данными [13,27]. для которой сжимаемость минимальна, притом что она имеет максимальную длину в ячейке.…”

Section: структурные свойстваunclassified

“…Хотя авторы работы [8] определи-ли для перхлората аммония пространственную группу Pna2 1 , большинство исследователей пришли к выводу, что NH 4 ClO 4 имеет структуру типа сульфата бария с пространственной группой Pnma [9][10][11][12][13]. В недавнем исследовании [13] с помощью рентгеновской и нейтрон-ной дифракции также подтверждена Pnma-структура. Структура NH 4 ClO 4 также была исследована в [13] с по-мощью ab initio расчетов на основе теории функционала плотности (DFT) и метода псевдопотенциала.…”

Section: Introductionunclassified

“…В недавнем исследовании [13] с помощью рентгеновской и нейтрон-ной дифракции также подтверждена Pnma-структура. Структура NH 4 ClO 4 также была исследована в [13] с по-мощью ab initio расчетов на основе теории функционала плотности (DFT) и метода псевдопотенциала.…”

Section: Introductionunclassified

“…Распре-деление электронной плотности экспериментально ис-следовалось для перхлоратов аммония и калия в [22,23]. Водородная связь является интересной особенностью NH 4 ClO 4 [9,13,24].…”

Section: Introductionunclassified

See 4 more Smart Citations

Влияние давления на структуру и электронные свойства LiClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NaClO-=SUB=-4-=/SUB=-, KClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NH-=SUB=-4-=/SUB=-ClO-=SUB=-4-=/SUB=-

Korabel’nikov¹,

Журавлев²

2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Влияние давления на структурные и электронные свойства перхлоратов лития, натрия, калия и аммония исследовано в рамках теории функционала плотности с учетом дисперсионного взаимодействия Ван-дер-Ваальса. Вычислены барические зависимости геометрических параметров, ширин запрещенных зон, плотностей состояний, зарядовых распределений, атомных зарядов. Установлено, что сжимаемость перхлоратов анизотропная, что связано с различием параметров решетки и природы межатомных связей. Под давлением катион аммония поворачивается вокруг оси b на угол ∼ 9 • . Ширины запрещенных зон перхлоратов составляют ∼ 4.5−4.7 eV и с давлением увеличиваются.

show abstract

Section: структурные свойстваunclassified

Section: Introductionunclassified

See 3 more Smart Citations

Влияние давления на структуру и электронные свойства LiClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NaClO-=SUB=-4-=/SUB=-, KClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NH-=SUB=-4-=/SUB=-ClO-=SUB=-4-=/SUB=-

Korabel’nikov¹,

Журавлев²

2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Effects of high‐energy multicore ferrocene‐based catalysts on the thermal decomposition of ammonium perchlorate

Liu

Feng

et al. 2022

Applied Organom Chemis

View full text Add to dashboard Cite

Three high‐energy multicore ferrocene‐based catalysts containing energy bonds (C═N, N–N) (EMFcs), EMFcs‐1, EMFcs‐2, and EMFcs‐3, were designed and synthesized to reduce the high temperature decomposition (HTD) temperature and increase the heat release of ammonium perchlorate (AP) as well as improve anti‐migration performance for the development of composite solid propellants. The theoretical calculation of the highest occupied molecular orbital (EHOMO), the lowest unoccupied molecular orbital (ELUMO), and the electrostatic potential (ESP) were performed to explore the electronic structure of EMFcs (1–3) and predict their catalytic performance on AP. The chemical structures were confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance (NMR), ultraviolet (UV), and elemental analysis, and the oxidation ability was evaluated by cyclic voltammetry (CV). The catalytic performance of obtained catalysts was verified by differential scanning calorimetry‐thermogravimetry (DSC‐TG), and the results showed that the designed catalysts possessed much higher heat release and catalytic activity on AP thermal decomposition than that of widely used catalyst of catocene in the solid propellant, and EMFcs‐2 with three ferrocene units showed the best catalytic performance due to the highest Fe content in one molecule of EMFcs‐2. The composite of AP containing 5 wt% of EMFcs‐2 can reduce the HTD temperature of AP from 394°C to 285°C and low the activation energy from 185.81 to 103.18 kJ·mol−1 with heat release increasing from 630.60 to 1841.50 J·g−1. Furthermore, the thermal decomposition gaseous products of AP under the catalysis of EMFcs were confirmed by TG‐FTIR to explore the catalytic decomposition mechanism.

show abstract

Ferrocene‐based pyrazole energetic compounds as burning rate catalysts for the thermal decomposition of ammonium perchlorate

Liu,

Zhang,

et al. 2023

Applied Organom Chemis

View full text Add to dashboard Cite

To enhance the combustion performance of composite solid propellants (CSPs), a series of ferrocene‐based pyrazole energetic compounds were prepared and characterized systemically by spectroscopic techniques in this study. Moreover, their catalytic performance and mechanism as burning rate catalysts (BRCs) were investigated, and the related kinetic parameters were obtained via Flynn–Wall–Ozawa (FWO) and Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) methods, respectively. Besides, their anti‐migration performance and mechanism were studied via simulating the aging experiments of propellant samples at different times. The results showed that these compounds exhibited excellent catalytic effect on the thermal decomposition of ammonium perchlorate, which is a vital oxidizer in CSPs and determines its combustion performance. Among them, EMFc‐1 showed the best catalytic performance because of the higher content of active component. The pyrolysis temperature of ammonium perchlorate was reduced by 56.2 °C and the heat release was increased by 248.2 J g−1 with 5 wt% EMFc‐1 as catalyst. Moreover, their anti‐migration performance was improved greatly compared with the commercial catocene (Cat) and ferrocene. The work indicates that these compounds can be applied as BRCs to enhance the combustion performance of propellants.

show abstract

Combined Experimental and Computational Hydrostatic Compression Study of Crystalline Ammonium Perchlorate

Cited by 30 publications

References 36 publications

Влияние давления на структуру и электронные свойства LiClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NaClO-=SUB=-4-=/SUB=-, KClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NH-=SUB=-4-=/SUB=-ClO-=SUB=-4-=/SUB=-

Влияние давления на структуру и электронные свойства LiClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NaClO-=SUB=-4-=/SUB=-, KClO-=SUB=-4-=/SUB=-, NH-=SUB=-4-=/SUB=-ClO-=SUB=-4-=/SUB=-

Effects of high‐energy multicore ferrocene‐based catalysts on the thermal decomposition of ammonium perchlorate

Ferrocene‐based pyrazole energetic compounds as burning rate catalysts for the thermal decomposition of ammonium perchlorate

Contact Info

Product

Resources

About