RSC Advances：C60-CM-Cn的合成及其对硝化棉稳定性的作用机制。

我团队在 《RSC Advances》 （中科院3区，影响因子4.6）发表了题为“Synthesis of C₆₀-CM-C_nand its effect on the stabilization of nitrocellulose”的研究论文，我团队硕士研究生褚浩西为第一作者，金波教授和彭汝芳教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。

【研究背景】

固体推进剂的核心组分硝酸酯化合物虽具备高能量与低烟信号的优势，但其硝酸键解离能较低，在贮存和运输中易发生分解。该过程会释放氮氧化物和氮氧自由基，这些产物会进一步催化硝酸酯的自催化分解并放热，最终严重影响推进剂性能。为抑制此过程，传统方法是添加苯胺类（如DPA、MNA）或苯基脲类（如C1、C2）等化学稳定剂，以吸收氮氧化物。然而，现有稳定剂体系存在显著局限：苯胺类化合物因碱性过强，在吸收酸性气体的同时会引发硝酸酯的皂化反应，反而损害推进剂的化学稳定性；而苯基脲类虽因羰基的吸电子效应降低了碱性、避免了皂化问题，但其捕获氮氧化物的能力也随之减弱。更重要的是，传统稳定剂普遍对分解过程中产生的氮氧自由基清除能力不足。因此，开发能够同时高效吸收氮氧化物和清除自由基的新型双功能稳定剂，成为该领域的关键科学问题。富勒烯材料因其独特的“自由基海绵”特性、三维中空结构、优异的热稳定性及与推进剂组分的良好相容性，为解决这一难题提供了全新思路。本研究基于此，通过分子设计将富勒烯与传统稳定剂结构单元结合，旨在合成一类兼具双重稳定功能的新型富勒烯衍生物。

【工作简介】

我团队成功通过Bingel反应制备了四种新型富勒烯衍生物C₆₀-CM-C_n，并通过多重谱学手段确认了其结构。系统性能评估表明，该系列化合物对硝化棉（NC）具有显著稳定作用，其中化合物2c表现尤为优异，其稳定效果超越传统稳定剂及未修饰C₆₀。机理研究通过ESR技术证实，这些化合物对硝基自由基的清除能力与其稳定性能呈正相关，且均优于C₆₀本体。实验证明，此类富勒烯基稳定剂能够有效延长固体推进剂寿命并提升使用安全性，展现出替代传统稳定剂的巨大潜力，为新型稳定剂的开发提供了新方向。

文章链接：https://doi.org/10.1039/D5RA01741F