铬氧和锰氧化物的结构设计及其催化高氯酸铵热分解研究

发布时间：2021-11-25 02:37

　　高氯酸铵（AP）作为固体火箭推进剂的重要组成部分,对其热分解过程的研究具有重大意义。随着研究人员的不断探索,金属复合材料、碳纳米材料和金属氧化物等催化剂被相继开发出来用于AP的热分解过程。其中,金属氧化物因其具有较低的成本以及较好的催化性能等优点,被广泛应用于AP热分解的催化过程。以材料合成为立足点,基于AP热分解机制进行的氧化物结构设计研究一直都是该领域的研究热点。将阴离子交换树脂作为硬模板,通过控制浸渍溶液（K₂Cr₂O₇）浓度和煅烧温度的方法,构建具有多孔结构的氧化铬微球（Cr₂O₃-MPB）。SEM、氮气吸附-脱附和TEM表征结果表明,Cr₂O₃-MPB宏观上具有球形形貌（0.2 mm-0.3 mm）,表面和内部含有孔径在20 nm-90 nm之间的介/大孔。由合成机理研究可知,Cr₂O₃-MPB微球的介/大孔孔道为树脂中有机骨架被除去后所生成,因此,其孔道具有3D连续贯通的特性。在... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高氯酸铵热分解过程的机理图

洗涤，沉淀，干燥并退火处理后得到一系列产物纳米 CuO。将得到P 粉末以 2:98 的质量比例进行掺杂，在氮气气氛下以 20oC min-1升温用于测试 DTA。结果表明，纳米 CuO 会促进 AP 热分解的进行，并且 AP 热分解温度。除此之外，对比了各个催化剂的 BET 表面积发现，B越大，催化性能越好。但是单单从催化剂增大表面积从而加快反应速率来看，很少有研究可以真正说明为什么某些催化剂即使不具备大的表面拥有很强的催化活性，因此，利用催化剂表面积大小来直观的对比催化具有一定的局限性，在某些情况下便失去了比较的意义。随着对推进剂环保方面的需求，人们也对一些环境友好型的非金属催系列研究，其中，催化剂石墨型氮化碳（g-C3N4）方面的研究备受研究。g-C3N4自身属于聚合物半导体，且具有良好的光催化活性，其自身材料，在使用过程中避免了金属污染的问题。2015 年，QiLi 等人[69]使的方法，通过在空气气氛下煅烧双氰胺的方法合成了淡黄色的 g-C3N4 1-3 所示，该物质具有独特的三嗪单元结构，且该特殊单元是由氨基在连接而成。

图 1-4 石墨型氮化碳 g-C3N4催化 AP 的热分解过程的示意图[69成催化剂所应用的传统化学方法，会是环境遭受污染，用物理方法尝试各种催化剂的合成，而物理方法中，高制备纳米粉末的比较合适方法之一，部分研究者也对试。2016 年，Esmaeil Ayoman 等人[70]采用高能球磨法体，在干燥介质中，将平均粒径为 20-30 μm 的氧化铜碳化钨球的球磨罐中，以 10:1 的球料比例在常温下进行（20h 和 40h）进行球磨，得到不同的样品。通过 XRD氧化铜的结构、形貌和尺寸特性进行了结构与形貌的一对纳米氧化铜粒径大小的影响。结果表明，经过 20 h 铜的粒度分别减小至 68 nm 和 31 nm 左右，另外，高为低廉，容易得到纳米氧化铜并且具有放大生产的潜索了纳米氧化铜促进 AP 热分解的效果。结果显示，利化铜降低了 AP 热分解的温度，提高了 AP 热分解释放


本文编号：3517243