硝酸羟胺
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硝酸羟铵(HAN)是一种无机化合物,化学式为[NH
3OH]+
[NO
3]−
。它是羟胺和硝酸衍生的盐。纯净状态下,它是一种无色吸湿性固体。它有可能被用作火箭推进剂,无论是作为单组元推进剂还是双组元推进剂的溶液。[1]基于羟铵硝酸盐 (HAN) 的推进剂是未来基于环保推进剂的任务的可行且有效的解决方案,因为与u、有毒的肼相比,它可提供高于50% 的性能。
硝酸羟胺 | |
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别名 | hydroxylamine nitrate |
识别 | |
CAS号 | 13465-08-2 ![]() |
PubChem | 26045 |
ChemSpider | 24259 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | CRJZNQFRBUFHTE-UHFFFAOYAP |
EINECS | 236-691-2 |
性质 | |
化学式 | [NH 3OH]+ [NO 3]− |
摩尔质量 | 96.04 g/mol g·mol⁻¹ |
密度 | 1.84 g/cm3 |
熔点 | 48 °C |
溶解性(水) | Soluble |
危险性 | |
GHS危险性符号![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | |
GHS提示词 | Danger |
H-术语 | H201, H302, H311, H315, H317, H319, H351, H373, H400 |
P-术语 | P201, P202, P210, P230, P240, P250, P260, P261, P264, P270, P272, P273, P280, P281 |
相关物质 | |
其他阴离子 | Hydroxylammonium sulfate Hydroxylammonium chloride |
其他阳离子 | Ammonium nitrate |
相关化学品 | Hydroxylamine |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
特性
该化合物是羟基铵和硝酸根离子分离的盐。[2]羟铵硝酸盐不稳定,因为它同时含有还原剂(羟铵阳离子)和氧化剂(硝酸盐),[3]情况类似于硝酸铵。它通常以水溶液的形式存储。该溶液具有腐蚀性和毒性,并可能致癌。固体的硝酸羟铵不稳定,尤其是在存在微量三价铁的情况下。
实验中的应用
- 一氧化氮的催化还原
- 双重分解
- 电解
- 硝酸加氢
- 通过树脂进行离子交换
- 中和
应用
硝酸羟铵可作为火箭推进剂的组成部分,以固体和液体形式应用。硝酸羟铵和另一种高能离子化合物二硝酰胺铵(ADN)被研究作为单组元火箭中有毒肼的低毒替代品,只需要催化剂就能引起分解。[4]硝酸羟铵和二硝酰胺铵可在水溶液中作为单推进剂发挥作用,也可在与甲醇等燃料液体溶解时发挥作用。
雷神公司正在开发的“网络中心机载防御要素助推段拦截器”使用硝酸羟铵作为推进剂。[5]作为固体推进剂/氧化剂,它通常与缩水甘油叠氮化物聚合物 (GAP)、羟基封端聚丁二烯(HTPB) 或羧基封端聚丁二烯 (CTPB) 结合,需要预热至200-300°C分解。[來源請求][需要引用]当用作单组元推进剂时,催化剂是一种贵金属,类似于使用银、钯或铱的其他单组元推进剂。[來源請求]
硝酸羟铵还推动了可用电控制并开启和关闭的固体推进剂的开发。[6]这些推进剂由DSSP为特殊效果[7]和微型推进器而开发,是首批在太空中使用基于硝酸羟铵的推进剂;并搭载于2014年发射的海军研究实验室“SpinSat”上。[8][9]
它被用于绿色推进剂灌注任务的高推力发动机的燃料/氧化剂混合物“AF-M315E”[1]中,[10][11] [12]并最初预计于2015 年发射,最终于2019年6月25日发射并部署。[13][1]硝酸羟铵水溶液可以添加到甲醇、甘氨酸、三乙醇铵硝酸盐和胺等燃料成分,形成用于空间推进系统的高性能单推进剂。[14]
2018年1月,中国航天科技集团公司(CASC) 在一颗微型卫星上进行了基于硝酸羟铵的推力器演示验证。[15]
日本技术演示卫星创新卫星技术演示-1于2019年1月发射,搭载使用硝酸羟铵的演示推进器,并在轨道上成功运行。 [16][17][18]
硝酸羟铵还会有时在核再处理中用作钚离子的还原剂。
参见
- Donald G. Harlow 等人(1998 年)。 “羟胺硝酸盐技术报告”。美国能源部。 DOE/EH-0555
- Gösta Bengtsson 等人 (2002) “铁 (III) 氧化羟胺的动力学和机理”。 J. Chem.社会。 ,道尔顿翻译公司,2002 年,2548–2552。原文链接 :
参考
- ^ 1.0 1.1 1.2 Spores, Ronald A.; Masse, Robert; Kimbrel, Scott; McLean, Chris. GPIM AF-M315E Propulsion System (PDF). 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. 15–17 July 2013. (原始内容存档 (PDF)于2014-02-28). 引用错误:带有name属性“propulsion system”的
<ref>
标签用不同内容定义了多次 - ^ Rheingold, A. L.; Cronin, J. T.; Brill, T. B.; Ross, F. K. Structure of hydroxylammonium nitrate (HAN) and the deuterium homolog. Acta Crystallographica Section C. March 1987, 43 (3): 402–404. doi:10.1107/S0108270187095593.
- ^ Pembridge, John R.; Stedman, Geoffrey. Kinetics, mechanism, and stoicheiometry of the oxidation of hydroxylamine by nitric acid. Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. 1979, (11): 1657-1663. ISSN 0300-9246. doi:10.1039/dt9790001657.
- ^ Dominic Freudenmann; Helmut K. Ciezki. ADN and HAN-Based Monopropellants – A Minireview on Compatibility and Chemical Stability in Aqueous Media. Propellants, Explosives, Pyrotechnics (Wiley Online Library). 29 July 2019, 44 (9): 1084–1089. doi:10.1002/prep.201900127 .
- ^ Boost phase interceptor. Press Releases. Raytheon. (原始内容存档于May 18, 2007).
- ^ Sawka, Wayne N.; McPherson, Michael, Electrical Solid Propellants: A Safe, Micro to Macro Propulsion Technology, 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Joint Propulsion Conferences, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2013-07-12, ISBN 978-1-62410-222-6, doi:10.2514/6.2013-4168
- ^ LDI 2014 Award Winners Announced. Live Design Online. 2014-11-23 [2019-06-19].
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- ^ SpinSat - Satellite Missions - eoPortal Directory. directory.eoportal.org. [2019-06-19].
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- ^ 革新的衛星技術実証1号機 PRESS KIT [Innovative Satellite Technology Demonstration Flight No. 1 PRESS KIT] (PDF). JAXA. [15 March 2019].
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- ^ 小型実証衛星1号機 RAPIS-1 グリーンプロペラント推進系(GPRCS)世界初の軌道上 HAN系推進薬 実証! [Small Demonstration Satellite-1 RAPIS-1 Green Propellant Reaction Control System (GPRCS), the world's first on-orbit HAN propulsion system demonstration!]. JAXA. 15 March 2019 [15 March 2019] (日语).