o-Carborane-Based and Atomically Precise Metal Clusters as Hypergolic Materials

化学 惰性 催化作用 燃烧 星团(航天器) 金属 推进剂 物理化学 有机化学 计算机科学 程序设计语言
作者
Qian‐You Wang,Jie Wang,Shan Wang,Zhaoyang Wang,Man Cao,Chunlin He,Junqing Yang,Shuang‐Quan Zang,Thomas C. W. Mak
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (28): 12010-12014 被引量:66
标识
DOI:10.1021/jacs.0c04638
摘要

Atomically precise o-carboranealkynyl-protected clusters [Ag14(C4B10H11)12(CH3CN)2]·2NO3 (CBA-Ag) and [Cu6Ag8(C4B10H11)12Cl]NO3 (CBA-CuAg) have been found to exhibit hypergolic activity, such that they are capable of spontaneous ignition and combustion upon contact with the white fuming nitric acid oxidizer. In particular, CBA-CuAg has a short ignition delay time of 15 ms, whereas the o-carboranealkynyl ligand is hypergolically inert. Systematic investigation revealed that the metal cluster core catalyzed the hypergolic behavior of inert o-carboranealkynyl ligand, and Cu doping further accelerated combustion catalysis. This work provides a new prospective in the rational design of novel metal cluster-based hypergolic fuels for propellant application.
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