Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Нитрат гидроксиламмония
Hydroxylammonium-nitrate-2D.png
Hydroxylammonium-nitrate-3D-balls.png
Имена
Другие имена
нитрат гидроксиламина
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.033.342 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 236-691-2
  • InChI = 1S / NO3.H4NO / c2-1 (3) 4; 1-2 / ч; 2H, 1H3 / q-1; +1 проверитьY
    Ключ: CRJZNQFRBUFHTE-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / NO3.H4NO / c2-1 (3) 4; 1-2 / ч; 2H, 1H3 / q-1; +1
    Ключ: CRJZNQFRBUFHTE-UHFFFAOYAP
  • [NH3 +] O. [N +] (= O) ([O -]) [O-]
Характеристики
H 4 N 2 O 4
Молярная масса96,04 г / моль
Плотность1,84 г / см 3
Температура плавления48 ° С
Растворимый
Опасности
Паспорт безопасностиВнешний MSDS (как 18% раствор)
Взрывчатое вещество ( E )
Carc. Кот. 3
Токсично ( T )
Вредно ( Xn )
Раздражающее ( Xi )
Опасно для окружающей среды ( N )
R-фразы (устаревшие)R2 , R22 , R24 , R36 / 38 , R40 , R43 , R48 / 22 , R50
S-фразы (устаревшие)(S1 / 2) , S26 , S36 / 37 , S45 , S61
Родственные соединения
Другие анионы
Сульфат
гидроксиламмония Хлорид гидроксиламмония
Другие катионы
Нитрат аммония
Родственные соединения
Гидроксиламин
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Нитрат гидроксиламмония или нитрат гидроксиламина (HAN) представляет собой неорганическое соединение с химической формулой [NH 3 OH] [NO 3 ]. Это соль, полученная из гидроксиламина и азотной кислоты . В чистом виде это бесцветное гигроскопичное твердое вещество. Он имеет потенциал для использования в качестве ракетного топлива либо в виде раствора в монотопливе, либо в двухкомпонентном топливе. [1] Пропелленты на основе нитрата гидроксиламмония (HAN) являются жизнеспособным и эффективным решением для будущих миссий, основанных на экологически чистом топливе, поскольку они обеспечивают на 50% более высокую производительность для данного топливного бака по сравнению с коммерчески используемым гидразином.

Свойства [ править ]

Соединение представляет собой соль с разделенными ионами гидроксиаммония и нитрата . [2] Нитрат гидроксиламмония нестабилен, потому что он содержит как восстановитель (катион гидроксиламмония), так и окислитель ( нитрат ), [3] ситуация аналогична нитрату аммония . Обычно с ним обращаются как с водным раствором. Раствор является едким и токсичным, а также может быть канцерогенным. Твердый HAN нестабилен, особенно в присутствии следовых количеств солей металлов.

Подготовительные маршруты лаборатории [ править ]

  1. Двойное разложение
  2. Нейтрализация
  3. Ионный обмен через смолы
  4. Электролиз
  5. Гидрирование азотной кислоты
  6. Каталитическое восстановление оксидов азота

Приложения [ править ]

HAN применяется в качестве компонента ракетного топлива как в твердой, так и в жидкой форме. HAN и динитрамид аммония (ADN), еще одно высокоэнергетическое ионное соединение, были исследованы как менее токсичные заменители токсичного гидразина для ракет с монотопливным топливом, где для разложения требуется только катализатор. [4] HAN и ADN будут работать как одноразовые горючие вещества в водном растворе, а также при растворении в топливных жидкостях, таких как глицин или метанол .


HAN используется сетевым перехватчиком с воздушной защитой , разрабатываемым Raytheon. [5] Как твердый пропеллент окислитель, он обычно связан с глицидилазидным полимером (GAP), полибутадиеном с концевыми гидроксильными группами (HTPB) или полибутадиенами с концевыми группами по карбоксигруппе (CTPB) и требует предварительного нагрева до 200-300 ° C для разложения. [ необходима цитата ] При использовании в качестве монотоплива катализатор представляет собой благородный металл, аналогичный другим монотопливам , в которых используется серебро , палладий или иридий . [ необходима цитата ]

HAN также позволил разработать твердое топливо, которым можно было управлять электрически, а также включать и выключать. [6] Разработанные DSSP для спецэффектов [7] и микродвигателей, это были первые ракетные топлива на основе HAN в космосе; и на борту военно-морской исследовательской лаборатории SpinSat, запущенной в 2014 году. [8] [9]

Он будет использоваться в смеси топливо / окислитель, известной как «AF-M315E» [10], в двигателях большой тяги в рамках миссии Green Propellant Infusion Mission , [11] [12] [13], запуск которой первоначально предполагался в 2015 году. , и в конечном итоге был запущен и развернут 25 июня 2019 года. [14] Удельный импульс AF-M315E составляет 257 с. [1] В водный раствор HAN можно добавлять компоненты топлива, такие как метанол, глицин, TEAN (триэтанол-аммиачная селитра) и амины, чтобы образовывать лучшие высокоэффективные монотопливы для космических силовых установок. [ необходима цитата ]

Китайская корпорация аэрокосмической науки и технологий (CASC) запустила демонстрацию двигателя на базе HAN на борту микроспутника в январе 2018 года [15].

Японский спутник для демонстрации технологий Innovative Satellite Technology Demonstration-1 , запущенный в январе 2019 года, содержит демонстрационный двигатель, использующий HAN, и успешно работает на орбите. [16] [17]

HAN иногда используется в ядерной переработке в качестве восстановителя ионов плутония.

Библиография [ править ]

  • Дональд Г. Харлоу и др. (1998). «Технический отчет по нитрату гидроксиламина». Министерство энергетики США. DOE / EH-0555
  • Gösta Bengtsson et al. (2002) «Кинетика и механизм окисления гидроксиламина железом (III)». J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2002, 2548–2552

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Spores, Рональд А .; Массе, Роберт; Кимбрел, Скотт; Маклин, Крис (15–17 июля 2013 г.). "Силовая установка GPIM AF-M315E" (PDF) . Сан-Хосе, Калифорния, США: 49-я конференция и выставка по совместным двигательным установкам AIAA / ASME / SAE / ASEE. Архивировано (PDF) из оригинала 28 февраля 2014 г.
  2. ^ Рейнгольд, AL; Кронин, JT; Брилл, ТБ; Росс, ФК (март 1987 г.). «Структура нитрата гидроксиламмония (HAN) и гомолога дейтерия» . Acta Crystallographica Раздел C . 43 (3): 402–404. DOI : 10.1107 / S0108270187095593 .
  3. ^ Пембридж, Джон Р .; и другие. (1979). Кинетика, механизм и стехиометрия окисления гидроксиламина азотной кислотой . JCS Dalton. С. 1657–1663.
  4. ^ Dominic Freudenmann, Хельмут К. Ciezki (29 июля 2019). «Монопропелленты на основе ADN и HAN - мини-обзор совместимости и химической стабильности в водных средах» . Топливо, взрывчатые вещества, пиротехника . Интернет-библиотека Wiley. 44 (9): 1084–1089. DOI : 10.1002 / преп.201900127 . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  5. ^ "Перехватчик фазы разгона" . Пресс-релизы . Raytheon. Архивировано из оригинального 18 мая 2007 года.
  6. ^ Савка, Уэйн Н .; Макферсон, Майкл (2013-07-12), "Электрическое твердое топливо: безопасная технология движения от микро до макро", 49-я Конференция по совместным двигательным установкам AIAA / ASME / SAE / ASEE, Конференции по совместным двигательным установкам, Американский институт аэронавтики и астронавтики, DOI : 10.2514 / 6.2013-4168 , ISBN 978-1-62410-222-6
  7. ^ «Объявлены победители премии LDI 2014» . Живой дизайн . 2014-11-23 . Проверено 19 июня 2019 .
  8. ^ Николай, Андрей; Финн, Тед; Гайлш, Иван; Май, Энтони; Йен, Джим (сентябрь 2013 г.). «Обзор миссии SpinSat» (PDF) .
  9. ^ "SpinSat - Спутниковые миссии - eoPortal Directory" . directory.eoportal.org . Проверено 19 июня 2019 .
  10. ^ Споры, Рональд А .; Роберт Массе, Скотт Кимбрел, Крис Маклин (15–17 июля 2013 г.), «Движительная система GPIM AF-M315E» (PDF) , 49-я конференция и выставка по совместным двигательным установкам AIAA / ASME / SAE / ASEE , Сан-Хосе, Калифорния, США CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  11. ^ "О миссии по введению зеленого топлива (GPIM)" . НАСА . 2014. Архивировано 24 апреля 2013 года.
  12. ^ "Миссия по введению зеленого топлива (GPIM)" . Ball Aerospace. 2014. Архивировано 24 апреля 2013 года.
  13. ↑ Кейси, Тина (19 июля 2013 г.). «НАСА нацелено на миссию по использованию экологически чистого топлива стоимостью 45 миллионов долларов» . Чистая техника.
  14. ^ Sempsrott, Danielle (25 июня 2019). «Развертывается миссия НАСА по введению зеленого топлива» . НАСА . Проверено 6 июня 2020 .
  15. ^ 航天 科技 六 院 801 所 HAN 基 无毒 推进 发动机 研制 攻关 记(на китайском языке). Китайская корпорация аэрокосмической науки и технологий. 24 мая 2019 . Дата обращения 14 мая 2020 .
  16. ^ «革新 的 衛星 技術 実 証 1 号 機 PRESS KIT» (PDF) . JAXA . Проверено 15 марта 2019 .
  17. ^ 小型 実 証 衛星 1 号 機 RAPIS-1 グ リ ー ン プ ロ ペ ラ ン ト 推進 （GPRCS） 世界 初 の 軌道 上 HAN 系 推進 薬 実 証！(на японском языке). JAXA. 15 марта 2019 . Проверено 15 марта 2019 .