Die Synthese von Ammoniumdinitramid aus Ammoniak und Distickstoffpentoxid

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• Christian Frenck

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Neben den herkömmlichen Oxidatoren für Raketenfesttreibstoffe ist Ammoniumdinitramid (ADN) von zunehmendem Interesse. Die Synthese von ADN erfolgt durch die Reaktion von Ammoniak mit Distickstoffpentoxid in einem einstufigen Prozess. In dieser Arbeit werden die quantitativen und mechanistischen Zusammenhänge zwischen Produktverteilung und Reaktionsbedingungen untersucht. Die Apparatur zur Gewinnung von Distickstoffpentoxid aus Distickstofftetroxid und Ozon wird basierend auf reaktionskinetischen und thermochemischen Daten entworfen. Ein Reaktionsmechanismus, abgeleitet aus den Reaktionen zwischen Ammoniak und Distickstoffpentoxid, führt zu einem Reaktionsnetzwerk, das drei Bruttoreaktionen umfasst, darunter eine, die bislang nicht beschrieben wurde und bei der neben Ammoniumnitrat auch Lachgas entsteht. Ein Modell wird entwickelt, das zunächst zwei, später drei bzw. vier Parameter berücksichtigt. Die ersten experimentellen Ergebnisse stimmen mit den drei Brutto-Reaktionsgleichungen überein, wobei die Bildung von Lachgas spektroskopisch nachgewiesen werden kann. Nach der Analyse des Einflusses der Reaktanten-Konzentrationen auf die ADN-Selektivität wird die Modellgleichung für die ADN-Selektivität an die experimentellen Werte angepasst, was zu einer sehr guten Übereinstimmung zwischen Modell und Experiment führt.

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• Année de publication: 2001