酒石酸铅锆的制备、表征及其燃烧催化作用

以酒石酸、硝酸氧锆和硝酸铅为原料,合成出了双金属盐酒石酸铅锆,采用有机元素分析、X射线荧光光谱和FTIR对其进行了表征。在程序升温条件下,利用TG/DTG、DSC、固相原位反应池/FTIR联用技术,研究了酒石酸铅锆的热行为和热分解机理,描述了酒石酸铅锆的热分解过程,分析得出其最终分解产物为ZrO2、PbO和C。利用螺压工艺制备了含酒石酸铅锆的推进剂样品,研究了酒石酸铅锆对双基系推进剂燃烧性能的影响,分析了其燃烧催化作用。结果表明,酒石酸铅锆对双基系推进剂的燃烧具有良好的催化作用,是一种高效的燃烧催化剂;酒石酸铅锆热分解的最终产物PbO是催化燃烧的主要活性物质,推进剂燃烧过程中形成了氧化铅-铅循环催化体系,而锆和碳则起辅助催化的作用。     

超级铝热剂Al/CuO前驱体的制备、表征、热分解机理及非等温分解反应动力学

以硝酸铜、无水乙醇、1,2-环氧丙烷和纳米铝粉为原料, 在超声振荡条件下, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米复合含能材料——超级铝热剂Al/CuO的前驱体. 利用热重-差示扫描量热-傅里叶变换红外-质谱(TG- DSC-FTIR-MS)联用技术, 研究了纳米Al/CuO溶胶-凝胶前驱体的热行为和分解过程及机理. 利用不同升温速率下的TG-DTG分析, 研究了纳米超级铝热剂Al/CuO的溶胶-凝胶前驱体的热分解反应机理, 采用了6种动力学分析方法进行动力学参数计算, 得到前驱体分解反应的表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数, 纳米Al/CuO前驱体分解反应的动力学方程为: dα/dt=10^14.0×4α^3/4exp(-2.0×10⁴/T).     

超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用

用纳米铝粉和纳米氧化铅、纳米氧化铜和纳米三氧化二铋为原料,采用超声分散复合的方法,制备了纳米超级铝热剂Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi₂O₃。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)和红外光谱(IR)对原料和产物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征;运用差示扫描量热仪(DSC)评估三种超级铝热剂与双基推进剂主要组分的相容性;研究了3种超级铝热剂对双基推进剂燃烧性能的影响。结果表明,Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi₂O₃与推进剂主要组分硝化棉(NC)、硝化棉/硝化甘油(NC/NG)混合物和吉纳(DINA)的相容性均良好,而与黑索今(RDX)和1,3-二甲基-1,3-二苯基脲(C₂)相对较为敏感;含三种纳米超级铝热剂的双基推进剂表现出优异的燃烧性能。     

纳米Ag/CNTs复合材料的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用银镜法和水热法制备了两种纳米Ag/CNTs(碳纳米管)复合材料, 利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、粉末X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对复合物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征, 并运用差示扫描量热法(DSC)研究了纳米Ag/CNTs 复合材料对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响. 结果表明: 纳米Ag 以10-80 nm的不规则球形“粘附”于纳米CNTs 表面,分散较均匀, 水热法制得的复合物表面纳米Ag较大、且负载的Ag粒子较多; 纳米Ag/CNTs 复合材料的加入改变了RDX的热分解过程, 使原有占主导的液相分解变为二次的气相反应加剧, RDX主分解峰形发生了明显的改变; 纳米Ag/CNTs 复合材料对RDX热分解的催化主要表现为分解温度的降低.     

油酸包覆纳米铝粉/黑索今复合体系的热行为及非等温分解反应动力学

在氮气气氛下,采用油酸(OA)对纳米铝粉(nmAl)进行了表面包覆处理,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其形貌和结构进行了表征.用差示扫描量热(DSC)对油酸包覆前后的纳米铝粉与黑索今(RDX)构成的复合体系[nmAl/RDX和(nmAl+OA)/RDX]的热分解反应动力学进行了研究,得到了动力学参数和动力学方程.结果表明,大量油酸以物理吸附的方式吸附在纳米铝粉表面,少量油酸与纳米铝粉表面铝原子发生了化学反应,以化学键合的形式附着在纳米铝粉表面.与nmAl/RDX复合体系相比,(nmAl+OA)/RDX复合体系在不同升温速率下的分解峰峰温都相对降低,分解反应的表观活化能(Ea)和指前因子(A)分别为141.18kJ·mol-1和1012.57s-1,分解反应机理为三维扩散,服从n=1/2的Jander方程,其动力学方程为dα/dt=1013.35(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]1/2e-16981.0/T.     

氧化锰纳米管及其超级铝热剂:制备及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用水热法制备了MnO₂纳米管,以其与纳米铝粉为原料,采用超声分散复合的方法,制备了超级铝热剂Al/MnO₂.利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能量散射光谱仪(EDS)对产物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征,并运用差示扫描量热法(DSC)研究了MnO₂纳米管及其超级铝热剂对环三亚甲基三硝胺热分解特性的影响.结果表明,水热法制备的纳米MnO₂呈管状均匀分布,球形纳米Al与管状纳米MnO₂相互依附,分散较均匀;MnO₂纳米管及其超级铝热剂的加入均改变了环三亚甲基三硝胺的热分解行为及分解历程,使原有占主导的液相分解变为二次的气相反应加剧,使环三亚甲基三硝胺主分解峰形发生了明显的改变.     

氧化锰纳米管及其超级铝热剂:制备及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用水热法制备了MnO2纳米管,以其与纳米铝粉为原料,采用超声分散复合的方法,制备了超级铝热剂Al/MnO2。利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能量散射光谱仪(EDS)对产物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征,并运用差示扫描量热法(DSC)研究了MnO2纳米管及其超级铝热剂对环三亚甲基三硝胺热分解特性的影响。结果表明,水热法制备的纳米MnO2呈管状均匀分布,球形纳米Al与管状纳米MnO2相互依附,分散较均匀;MnO2纳米管及其超级铝热剂的加入均改变了环三亚甲基三硝胺的热分解行为及分解历程,使原有占主导的液相分解变为二次的气相反应加剧,使环三亚甲基三硝胺主分解峰形发生了明显的改变。     

超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

采用水热法制备了中空短棒状纳米Fe2O3,并用超声分散法将其与纳米Al颗粒复合为单金属氧化基超级铝热剂.利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对样品进行表征.并运用差示扫描量热法(DSC)对比研究了超级铝热剂Al/Fe2O3、Al粉和纳米Fe2O3对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响.结果表明:超级铝热剂的加入改变了RDX的热分解过程,并加剧了RDX的二次气相反应;随着超级铝热剂含量的增加,RDX的分解峰峰形发生了明显的改变;Al/Fe2O3、Al粉和Fe2O3对RDX热分解的作用主要表现为二次分解峰逐渐明显且峰温降低.     

没食子酸铋锆的制备、表征及其燃烧催化作用

以没食子酸、硝酸铋和硝酸氧锆为原料, 首次合成出了双金属有机盐——没食子酸铋锆, 采用有机元素分析、X射线荧光(XRF)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其进行了表征. 在程序升温条件下, 利用热重(TG)分析、差示扫描量热法(DSC)、固相原位反应池/FTIR 联用技术, 研究了没食子酸铋锆的热行为和热分解机理,描述了没食子酸铋锆的热分解过程, 分析得出其最终分解产物为Bi₂O₃、ZrO₂和C. 利用螺压工艺制备了含没食子酸铋锆的推进剂样品, 研究了没食子酸铋锆对双基(DB)推进剂燃烧性能的影响, 分析了其燃烧催化作用. 结果表明, 没食子酸铋锆对双基推进剂的燃烧具有良好的催化作用, 是一种高效的燃烧催化剂; 没食子酸铋锆热分解的最终产物是催化燃烧的主要物质, 锆和碳则起辅助催化的作用.     

纳米三氧化钨的制备、表征及对六硝基六氮杂异伍兹烷热分解的影响

采用水热法通过控制前躯体钨酸钠的加入量和反应时间制备了长方体形纳米WO₃,利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对样品进行表征。并运用差示扫描量热法(DSC)研究纳米WO₃对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)热分解特性的影响。结果表明:与单组分CL-20相比,纳米WO₃的加入使复合物WO₃/CL-20的热分解峰温降低2.95℃,活化能减小7.74 kJ·mol^-1,因此纳米WO₃能够加速CL-20的热分解。