SiO2/Co3O4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的Stöber法制备粒径约为200 nm的单分散球形SiO₂颗粒,以此为内核,分别通过液相沉淀法和尿素均匀沉淀法制备包覆形式不同的新型SiO₂/Co₃O₄核壳式纳米催化剂。采用X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(IR)、拉曼光谱分析(Raman)、BET比表面积测试等手段对产物进行表征,利用差式扫描量热仪(DSC)考察SiO₂/Co₃O₄复合物对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化作用,探讨不同包覆形式对其催化活性的影响。结果表明,两种方法制备得到的SiO₂/Co₃O₄复合物分别为层包覆和粒子包覆,比表面积大,具有明显的核壳结构,且粒子包覆形式的SiO₂/Co₃O₄对AP热分解反应的催化效果最好,使AP的高温分解温度降低了110 ℃,放热量增加了662 J·g^-1。     

不同结构Cu_2O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

利用均相反应器,在没有添加剂的条件下合成了具有多孔结构的Cu2O微球.考察了合成时间以及反应器旋转速度对Cu2O微球结构的影响.通过增加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量,使得Cu2O从多孔微球转变为立方体孪晶,最终形成十四面体孪晶结构.同时,将不同结构的Cu2O多晶应用于催化高氯酸铵(AP)的热分解,结果表明:多孔Cu2O微球较其它结构的Cu2O对AP的热分解具有更高的催化活性,使得AP的低温分解温度降低了37.4°C,而AP在低温阶段的分解量也由8.7%增加至49.0%.     

多孔纳米CoFe2O4的制备及其对高氯酸铵的热分解催化性能

采用胶晶模板法制备出具有三维多孔结构的纳米CoFe₂O₄。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N₂吸附-脱附对样品的晶型和形貌结构等进行表征,采用差示扫描量热法(DSC)对比研究多孔纳米CoFe₂O₄和球形纳米CoFe₂O₄对高氯酸铵(AP)的热分解性能的影响,并考察这两种催化剂对AP催化热分解的动力学参数。结果显示,制备出的多孔纳米CoFe₂O₄样品具有典型的尖晶石结构,孔径约200 nm;比表面积明显高于40 nm球形CoFe₂O₄,达到55.646 m²·g^-1。DSC测试结果表明：多孔纳米CoFe₂O₄的加入促进了AP的热分解,最高使AP的高温分解峰温降低91.46℃,能量释放最高达1120.88 J·g^-1,是纯AP分解放热量的2.3倍;多孔纳米CoFe₂O₄具有较高的比表面积,能提高催化反应的接触面积,使AP的高温分解峰温度更低,反应活化能较小,从而表现出比球形纳米CoFe₂O₄更高的催化活性。此外,对多孔纳米CoFe₂O₄催化AP的热分解机理进行初步探索,纳米多孔催化剂对气态中间产物的作用促进了AP的热分解。     

纳米金属粉对高氯酸铵热分解特性的影响

催化性能;纳米金属粉对高氯酸铵热分解特性的影响     

草酸钴原位催化高氯酸铵热分解的DSC／TG-MS研究

采用差示扫描量热/热分析-质谱(DSC/TG-MS)联用技术研究了草酸钴对高氯酸铵的原位催化. 结果表明,草酸钴原位分解生成的钴氧化物对高氯酸铵有较强的催化作用,添加2%的草酸钴使高氯酸铵的分解温度降低104 ℃, 分解放热量从655 J/g增大到 1 469 J/g. 分解的气相产物主要有H2O, NH3,O2,HCl,Cl2,NO,N2O和NO2. 由于氧在新生态的纳米钴氧化物表面形成过氧化活性离子(O-2), 使氨氧化在钴氧化物的过氧化表面活性中心进行,加速了高氯酸铵的热分解,使其表观放热量大幅度增加.     

基于3-羧基-5-氨基-1，2，4-三唑的Cd（Ⅱ）配合物的合成、晶体结构及催化性能

三唑类含能配合物在含能材料领域受到广泛关注。利用溶液法合成了一例含能配合物[Cd （Hatzc）₂（H₂O）]（LH1）,其中H₂atzc=3-羧基-5-氨基-1,2,4-三唑,并用X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱等手段进行表征。单晶结构分析结果表明LH1属于单斜晶系,空间群为P2₁/n,呈一维链状结构,通过氢键相互作用形成三维超分子结构。LH1的爆速（D=10.4 km·s^-1）、爆压（p=55.2 GPa）、爆轰能量（16.51 kJ·g^-1）和密度（2.363 g·cm^-3）均优于大多数含能配合物。撞击感度（>40 J）和摩擦感度（>360 N）表明LH1对撞击和摩擦的敏感性较低。高氯酸铵（AP）的催化热分解结果表明,在LH1的催化作用下,AP的高温分解峰提前38℃,释放的热量在较短的时间增加0.46 kJ·g^-1,说明LH1对AP热分解具有良好的催化效果。     

纳米结晶体Ni0.5Zn0.5Fe2O4对高氯酸铵热行为及分解反应动力学的影响

采用差示扫描量热法(DSC)、热重和微分热重(TG-DTG)及固相原位反应池/快速扫描傅立叶变换红外联用技术(hyphenated in situ thermolysis/RSFTIR)研究了纳米结晶体Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄与高氯酸铵(AP)组成的混合物的热行为和分解反应动力学。结果表明：Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄使得AP的低、高温分解放热峰温分别提前17.44 K和27.74 K,并使得对应的分解热分别增加3.7 J·g^-1和193.7 J·g^-1。Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄并不影响AP的晶转温度和晶转热。Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄使得AP的TG曲线出现3个阶段,并使得后2个失重阶段的初始和终止温度都有所提前。凝聚相分解产物分析表明Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄加速了凝聚相AP的分解及氨气的释放。含Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄的AP的高温分解反应的动力学参数E_a=238.88 kJ·mol^-1,A=1018.59 s^-1,动力学方程可表示为dα/dt=10^18.99(1-α)[-ln(1-α)]^3/5e^-2.87×104T。始点温度(T_e)和峰顶温度(T_p)计算得出AP的热爆炸临界温度值分别为:574.83 K和595.41 K。分解反应的活化熵(ΔS^≠)、活化焓(ΔH^≠)和活化能(ΔG^≠)分别为:109.61 J·mol^-1·K^-1、236.49 kJ·mol^-1及172.58 kJ·mol^-1。     

纳米LaCoO3的制备及其对高氯酸铵分解的催化性能

以硝酸镧和硝酸钴为原料,通过硬脂酸法制备了纳米LaCoO3。采用红外光谱、X射线衍射、透射电镜等测试手段对产物进行了表征,并用热分析法考察了不同含量的纳米LaCoO3对高氯酸铵热分解的催化作用。结果表明,在600℃下可获得结晶良好的钙钛矿型纳米LaCoO3,粒径约40-60 nm。纳米LaCoO3能强烈催化高氯酸铵的热分解,催化作用随着LaCoO3含量的增加而增强。添加5%的纳米LaCoO3可使高氯酸铵的高温分解温度下降116℃,分解放热量也由2%时的1390 J·g^-1增至1600 J·g^-1。     

反应NH~4ClO~4+Mg+K~2Cr~2O~7的非线性化学动力学2: 固相 振荡燃烧的化学模 型

建立了NH~4ClO~4+Mg+K~2Cr~2O~7固相振荡燃烧体系的非吸热三变量立方自催化化学模型,应用非线性数学分析方法,研究了固相振荡燃烧的非线性化学动力学机理,并对此进行了数值模拟,结果反映了这一振荡燃烧体系所具有的非线性化学动力学特性。     

5-氨基双四唑富氮配位化合物的合成、结构及其对高氯酸铵的热分解影响

水热条件下合成了两个5-氨基双四唑配位化合物Cu(bta)(bpy)(H2O)(1)和Pb2(bta)2(en)2.4H2O(2)(H2bta=5-氨基双四唑,bpy=2,2′-联吡啶,en=乙二胺),并借助单晶X-射线衍射技术对其结构进行了表征。在配合物1中,5-氨基双四唑配体以双齿螯合模式与铜离子配位形成离散的分子,并通过H键作用进一步形成了三维的超分子结构。在配合物2中,强的R22(8)氢键环作用将双核的Pb2(bta)2(en)2单元连接成一维的链,这些链通过与水分子氢键作用被进一步组装成三维的超分子结构。另外,通过DSC技术探究了它们作为添加剂对高氯酸铵的热分解催化影响。研究发现,铅基化合物2的催化效果较铜基化合物1要好。