纳米金属粉对高氯酸铵热分解动力学的影响

用TG和DSC研究了普通级和纳米级的铝、镍金属粉对普通高氯酸铵热分解特性的影响 .结果表明 ,普通级和纳米级铝粉对普通高氯酸铵热分解几乎没有影响 ,纳米镍粉对普通高氯酸铵的热分解 ,特别是高温阶段的促进作用最明显 .这种促进作用随着纳米镍粉含量的减少而逐渐减弱 .利用Coats Redfern积分法计算了超细高氯酸铵热分解的动力学参数 ,结果显示纳米镍粉使超细高氯酸铵热分解的表观活化能从 15 7.9kJ/mol下降为134.9kJ/mol,而其热分解的机理函数都同属于“成核和核成长”的Avrami Erofeev方程系列的函数 ,同时还探讨了纳米镍粉对高氯酸铵热分解促进作用的机理 .     

Y2O3/纳米碳管复合粒子的结构及其对高氯酸铵热分解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Y₂O₃/纳米碳管复合粒子, 并用SEM, XPS, FT-IR和XRD对Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的形貌和微观结构进行了表征. 结果表明, 纳米碳管有效承载了Y₂O₃, Y₂O₃连续均匀地负载在纳米碳管的表面, 负载量为19.53%. FT-IR 和XPS证明了Y₂O₃粒子和纳米碳管表面之间发生了化学键合. 用三种方法将相同比例的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子与高氯酸胺(AP)进行混合, 采用差热分析(DTA)研究了三种混合样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子对高氯酸铵热分解的催化性能. 结果表明, 三种混合样品中的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子都能催化高氯酸铵的热分解, 其中通过水溶剂混合的样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的催化效果优于另外两种. 与纯高氯酸铵相比, 其样品中高氯酸铵的高温分解峰温降低了168.5 ℃, 表观分解热由371 J•g^－1提高到1410 J•g^－1. 并用不同样品中高氯酸铵热分解动力学参数对所得结果进行了理论分析.     

纳米Co-B非晶态合金对高氯酸铵分解的催化性能

 利用化学还原法制备了纳米 Co-B 非晶态合金,并用透射电镜、X射线衍射、差示扫描量热和N2吸附表面积测试等技术对样品进行了表征. 运用差热分析研究了纳米 Co-B 非晶态合金对高氯酸铵(AP)分解的催化性能. 结果表明,加入 Co-B 非晶态合金后AP的高低温放热峰相连,合并成一个高而大的放热峰,且峰温有很大程度的降低, 这说明纳米 Co-B 非晶态合金对AP热分解有很好的催化活性. 同时, Co-B 非晶态合金能使AP的表观分解热显著增大.     

纳米Fe2O3的制备及其对高氯酸铵热分解的催化性能

 用两相体系方法制备了纳米Fe2O3，并用X射线衍射、红外光谱和粒度分析对其结构进行了表征．结果表明，当有机溶胶的pH＝6，油酸与Fe3＋的摩尔比为1∶3．5时，Fe（OH）3在油相中的萃取率可高达90％，将有机溶胶在120℃回流8h后可得到非晶态、窄粒度分布的纳米Fe2O3粒子，其粒径在12nm左右．分别采用恒容燃烧热和差热分析研究了纳米Fe2O3对高氯酸铵热分解的催化性能．结果表明，在模拟固体推进剂中分别加入4．7％微米Fe2O3和4．7％纳米Fe2O3后，恒容燃烧热分别提高了2350．84和5095．70J／g．在高氯酸铵中加入5％微米Fe2O3可使高氯酸铵两个放热峰的出现分别提前1．10和62．25℃，而加入5％纳米Fe2O3时分别提前61．89和118．82℃，这说明纳米Fe2O3的催化活性优于微米Fe2O3．     

Y2O3/纳米碳管复合粒子的结构及其对高氯酸铵热分解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Y₂O₃/纳米碳管复合粒子, 并用SEM, XPS, FT-IR和XRD对Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的形貌和微观结构进行了表征. 结果表明, 纳米碳管有效承载了Y₂O₃, Y₂O₃连续均匀地负载在纳米碳管的表面, 负载量为19.53%. FT-IR 和XPS证明了Y₂O₃粒子和纳米碳管表面之间发生了化学键合. 用三种方法将相同比例的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子与高氯酸胺(AP)进行混合, 采用差热分析(DTA)研究了三种混合样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子对高氯酸铵热分解的催化性能. 结果表明, 三种混合样品中的Y₂O₃/纳米碳管复合粒子都能催化高氯酸铵的热分解, 其中通过水溶剂混合的样品中Y₂O₃/纳米碳管复合粒子的催化效果优于另外两种. 与纯高氯酸铵相比, 其样品中高氯酸铵的高温分解峰温降低了168.5 ℃, 表观分解热由371 J•g^－1提高到1410 J•g^－1. 并用不同样品中高氯酸铵热分解动力学参数对所得结果进行了理论分析.     

纳米铜粉对高氯酸铵热分解的影响

The decomposition behaviour of ammonium perchlorate (AP) has been investigated in the presence of Cu nanopowder by DTA. The results show that nanometer Cu powder decreased the first and second thermal decomposition temperature of AP by 35.1 ℃ and 130.2 ℃, respectively, and the DTA heat release of AP in the presence of Cu nanopowders increased to 1.20 kJ·g^-1, showing good catalytic effect on the thermal decomposition of AP. The catalytic effect of Cu micron-size powder on the thermal decomposition of AP was less than that of Cu nanopowder. With the increase in content, Cu nanopowder enhanced its catalytic effect on the high temperature decomposition of AP, however, it weakened its catalytic effect on the low temperature decomposition of AP. The mechanism of catalysis for the thermal decomposition of AP is as follows: (1) metal oxider acts as the intermedium in the process of election tranfer, (2) Cu nanopowder reacts with the decomposed product of AP, (3) Cu nanopowder has special surface effect.     

Effects of Aluminum on Thermal Decomposition of Hexogen/Ammonium Perchlorate

Thermogravimetry-differential scanning calorimetry-mass spectrometry-Fourier transform infrared spectrometry（TG-DSC-MS-FTIR） simultaneous analysis was used to study the effects of 10.7 μm and 40 nm Al on the thermal decomposition of the Hexogen/ammonium perchlorate（RDX/AP,1/2,mass ratio） mixture.TG-DSC results show that there are two mass loss processes for the thermal decomposition of RDX/AP/Al.The first one is mainly ascribed to the thermal decomposition of RDX.The reaction rate of RDX/AP/10.7 μm Al is so fast that the apparent activation energy,calculated by model-free Friedman method,is negative,which is the same as that of RDX/AP.30％（mass fraction） 40 nm Al added in RDX/AP change the activation energy from negative to positive value.The second mass loss process of the RDX/AP/A1 mixture is ascribed to the thermal decomposition of AP.This process can be divided into three stages for RDX/AP with and without Al.The kinetics model is not changed in the presence of micro-sized Al,while it is changed from CnB/D1/D1 to CnB/D1/D4 after the addition of 40 nm Al to RDX/AP.The reaction rate constant of the first stage and the end temperature of the second stage decrease,while the end temperatures of the third stage increase in the presence of 40 nm Al.The MS-FTIR results show there is a competition between the formation reactions of HNCO,N2O and NO2 during the second mass loss process.     

纳米Co3O4的制备及其对高氯酸铵热分解的催化性能

 选用CoCl2·6H2O分别与NaOH, H2C2O4·2H2O, Na2CO3·10H2O及Na2C2O4组成四个反应体系,通过室温固相反应制备了不同平均粒径的纳米Co3O4, 并用X射线衍射和透射电镜对Co3O4的物相、形貌和粒径大小进行了表征. 结果表明, Co3O4的平均粒径分别为23, 30, 35和150 nm, 大小均匀,分散性好. 还用差热分析法考察了纳米Co3O4对高氯酸铵热分解的催化性能,并与微米Co3O4进行了比较. 结果表明,纳米Co3O4可使高氯酸铵的低温放热峰消失,高温放热峰温度降至323.5 ℃, 降低了128.5 ℃, 表观分解热增加了750 J/g, 达 1265 J/g, 纳米Co3O4对高氯酸铵热分解的催化性能明显好于微米Co3O4.     

双核茂铁四氮唑的合成及对高氯酸铵热分解的催化作用

首先以二茂铁为原料合成丙基桥联的双聚二茂铁(DFP), 经甲酰化得到丙基桥联的双聚二茂铁甲醛(DFP-CHO, 1), 再与NH₂OH·5HCl进行缩合反应得到双核二茂铁肟(2), 然后脱水得到丙基桥联双聚二茂铁甲腈(3), 最后在(n-C₄H₉)₃SnCl 的催化作用下与NaN₃进行[2+3]环加成反应, 生成目标产物丙基桥联双聚二茂铁四唑(4); 通过¹H NMR, FTIR和ESI-MS对目标产物的结构进行了表征. 利用差示扫描量热分析(DSC)和热重(TG)分析研究了这2个双聚二茂铁氮杂衍生物的燃速催化性能, 结果表明, 通过添加质量分数为5%的丙基桥联双聚二茂铁氮杂化合物3和4均使高氯酸铵(AP)的热分解温度降至100℃左右.