叠氮化铜纳米线阵列反应动力学研究

发布时间：2025-03-29 23:51

　　 以有序结构叠氮化铜纳米线阵列为研究对象,结合实验现象开展原位反应机理分析,在此基础上,首次建立了叠氮化铜纳米线阵列三维稳态气固未反应核数学模型;通过对比反应时间对叠氮化程度的影响规律,验证反应动力学模型的正确性。研究结果表明,叠氮化反应程度随反应时间增加而增加,反应时间大于15h后,反应速率减缓。反应时间与叠氮化铜纳米线阵列叠氮化程度较好地符合S型函数Dose Resp模型,模拟仿真结果可为叠氮化铜纳米线阵列工艺参数优化及爆炸性能研究提供数据支撑。

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图3叠氮化铜纳米线阵列反应进程模型简图

纳米线为等间距，单根铜纳米线为无孔隙的圆柱形结构，而产物叠氮化铜为多孔固体，叠氮化反应仅发生在纳米线侧面，反应过程中纳米线直径变大。图1叠氮化铜纳米线阵列原位叠氮化过程的SEM图Fig.1SEMimagesofcopperazidenanowiresarrayatdifferen....

图2叠氮化铜纳米线阵列原位叠氮化过程原理图

部铜表面，才能进一步发生气固反应。这就要求叠氮化铜必须为多孔结构。随着叠氮化反应的进行，叠氮化铜层变厚，铜纳米线收缩，最终完全转化为叠氮化铜纳米线。随着铜纳米线在反应过程体积增大，纳米线间孔隙会被增加体积填充，导致铜纳米线阵列薄膜孔隙率减小，叠氮酸反应气体在薄膜内部扩散阻力增加，....

图1叠氮化铜纳米线阵列原位叠氮化过程的SEM图

???憷┥ⅲ?锏侥诓客?砻妫?拍?进一步发生气固反应。这就要求叠氮化铜必须为多孔结构。随着叠氮化反应的进行，叠氮化铜层变厚，铜纳米线收缩，最终完全转化为叠氮化铜纳米线。随着铜纳米线在反应过程体积增大，纳米线间孔隙会被增加体积填充，导致铜纳米线阵列薄膜孔隙率减小，叠氮酸反应气体在薄....

图4不同反应时间下单根铜纳米线的仿真计算结构图

a、b为化学计量系数，无量纲；t为时间，s。2.2铜纳米线阵列薄膜的宏观反应模型宏观反应模型是通过反应气体A叠氮酸的消耗进行体现的，对反应气体A叠氮酸而言，满足多孔介质中的非稳态反应扩散方程，即：（10）式（10）中：DAb为反应气体A在铜纳米线阵列薄膜中的有效扩散系数，m2·s....

本文编号：4037851