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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\(\rm{N_{2}O_{5}}\)作为绿色硝化剂,这一技术的关键是如何制备\(\rm{N_{2}O_{5}}\)和怎样实现\(\rm{N_{2}O_{5}}\)硝化工艺。
研究的\(\rm{N_{2}O_{5}}\)制备方法主要有半渗透膜电解法和臭氧氧化法:
\(\rm{1)}\)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\(\rm{N_{2}O_{3}}\);
\(\rm{2)}\)臭氧氧化法是将浓度\(\rm{5\%-10\%}\)的臭氧与氧气的混合物和\(\rm{N_{2}O_{4}}\)进行气相反应生成\(\rm{N_{2}O_{5}}\)。
试验的\(\rm{N_{2}O_{5}}\)硝化工艺主要有\(\rm{2}\)种:
\(\rm{1)}\)用\(\rm{N_{2}O_{5}-HNO_{3}-N_{2}O_{4}}\)作硝化剂进行硝化;
\(\rm{2)}\)用\(\rm{N_{2}O_{5}}\)和无水\(\rm{HNO_{3}}\)于液态二氧化碳中进行硝化。
南京理工大学研究了用\(\rm{DADN}\)原料在\(\rm{N_{2}O_{5}-HNO_{3}}\)体系中绿色硝解制备\(\rm{HMX.}\)以\(\rm{DADN}\)为原料,不同硝解方法的优缺点比较见表:
确化体系 | 收率\(\rm{/\%}\) | 优点 | 缺点 |
\(\rm{HNO_{3}}\) | \(\rm{40}\) | 步骤简单 | 得率低 |
\(\rm{H_{2}SO_{4}-NH_{4}NO_{3}-HNO_{3}}\) | \(\rm{80-85}\) | 工艺成熟 | 废酸量大,难处理 |
\(\rm{P_{2}O_{5}-HNO_{3}}\) | \(\rm{99}\) | 得率高,纯度好 | \(\rm{P_{2}O_{5}}\)和\(\rm{HNO_{3}}\)需大大过量,腐蚀性大 |
\(\rm{N_{2}O_{5}-}\)有机溶剂 | \(\rm{65}\) | 无需废酸处理 | 得率低,溶剂易挥发 |
\(\rm{N_{2}O_{5}-HNO_{3}}\) | \(\rm{94}\) | 得率高,废酸少,确化剂的过量比小 | 无 |
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:
\(\rm{(1)}\)文中涉及到的下列物质:\(\rm{P_{2}O_{5}}\)、\(\rm{HNO_{3}}\)、\(\rm{O_{3}}\)、\(\rm{NH_{4}NO_{4}}\)、\(\rm{N_{2}O_{4}}\)中,不包括的物质类别是 ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。
A.单质 \(\rm{B.}\)氧化物 \(\rm{C.}\)酸 \(\rm{D.}\)碱 \(\rm{E.}\)盐
\(\rm{(2)}\)最具代表性的新型硝化技术是用 ______ 作为绿色硝化剂。
\(\rm{(3)}\)如表中,以\(\rm{DADN}\)为原料,不同硝解方法比较中,\(\rm{P_{2}O_{5}}\)和\(\rm{HNO_{3}}\)需大大过量,腐蚀性大的硝化体系是 ______ 。
\(\rm{(4)}\)火炸药的安全使用还有哪些注意事项 ______ 。 \(\rm{(}\)原文已有方法不能重复,任答一点\(\rm{)}\)