草酸铜原位催化高氯酸铵热分解的研究

通过TG-DTA-MS联用技术研究了草酸铜对高氯酸铵的催化过程。研究发现,草酸铜分解生成的氧化铜对高氯酸铵有较强的催化作用,添加2%的草酸铜使高氯酸铵的高温分解温度提前112℃。分解的气相产物主要有H2O,NH3,O2,HCl,Cl2,HNO,NO,N2O和NO2。在草酸铜原位分解生成的CuO表面吸附生成氧的过氧化离子(O2-)和氧离子(O-,O2-)是加速AP热分解反应的主要原因。     

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.     

SiO_2/Co_3O_4核壳催化剂对AP热分解的催化性能研究

采用改良的St觟ber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。     

两个2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物含能配合物的合成、晶体结构及催化性能(英文)

合成了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)2种含能配合物[Cu4O2(C4N6O5H2)2(CH3COO)2(DMF)2]·DMF(1)((C4N6O5H2)2-为配体LLM-105失去2个H+)和[Co(C4N6O5H3)3]·7H2O(2)((C4N6O5H3)-为LLM-105失去1个H+),用X射线单晶衍射法测定了其分子结构。配合物1属正交晶系,空间群为Pbca,配合物2属三斜晶系,空间群为R3。用DSC,TG-DTG技术对配体和2个配合物的热分解进行了研究。用Kissinger法和Ozawa-Doyle法对配合物热分解过程中放热峰的表观活化能进行了计算。同时研究了2种配合物对AP热分解催化效果的影响,结果表明,2种配合物使AP的高温分解峰温分别提前117.42和71.85℃,分解放热量增加1 916.97和1 433.76 J·g-1,对AP热分解具有非常显著的催化效果。     

纳米Fe2O3/高氯酸铵复合粒子的制备及其热分解性能研究

用溶剂-非溶剂法制备了纳米Fe2O3／高氯酸铵(AP)复合粒子,并用TEM,SEM,XRD和ICP对其进行了表征．为了研究纳米复合粒子中纳米Fe2O3对AP热分解的催化性能,将相同比例的微米Fe2O3和纳米Fe2O3与AP分别简单混合后作对比,并用DTA对三种样品进行了热分析．结果表明,三种样品中的Fe2O3粒子都能催化AP的热分解;但纳米Fe2O3粒子的催化性能优于微米Fe2O3粒子,纳米Fe2O3／AP复合粒子中纳米Fe2O3对AP的催化性能优于纳米Fe2O3与AP简单混合物．与纳米Fe2O3与AP简单混合的样品相比,纳米复合粒子中的AP高温分解峰温降低20．1℃,低温分解峰几乎消失,表观分解热由850．2J／g提高到1080．8J／g．证明纳米Fe2O3与AP的复合处理能显著提高纳米Fe2O3对AP热分解的催化性能．并用不同样品中AP热分解的动力学参数对所得结果进行了理论分析．     

不同粒度高氯酸铵的热分解研究

利用高压差示扫描量热法(PDSC), 热重法(TG), 固体原位红外联用法(Thermolysis/RSFT-IR)和热分析与质谱和红外联用法(Thermal analysis-MS-FTIR)研究了不同粒度高氯酸铵AP在1.0 MPa压强下和常压下的热分解过程, 提出了不同粒度AP可能的热分解机理. 研究结果表明, 不同粒度AP的高压和常压下的热分解历程存在明显的差异, 较大粒度AP的受热分解过程中存在明显的低温分解阶段和高温分解阶段, 小粒度的AP则仅存在明显的高温分解阶段. AP的分解气体产物主要包括NO2, NO, N2O, O2, H2O和HCl.     

GAPA及GAPA/P(BAMO/AMMO)含能热塑性弹性体的热性能

采用TG/DSC-IR-MS联用技术对端叠氮基聚叠氮缩水甘油醚(GAPA)及其增塑聚(3,3′-二叠氮甲基环氧丁烷/3-叠氮甲基-3′-甲基环氧丁烷)(PBA)的热分解特性进行研究.结果表明,GAPA、GAPA/PBA的热分解主要经历两个阶段,即叠氮基团的分解和聚醚主链的分解,GAPA可以降低PBA的分解温度,并且提高体系表观分解热;GAPA、GAPA/PBA分解的主要气相产物有N2、NH3、HCN、CH2O、N2O、CO2、NO等;GAPA可以促进PBA的热分解,GAPA/PBA产物中CHO、HCN在热分解第一阶段的离子强度远高于第二阶段.     

WO3改性CeO2-TiO2催化剂的低温NH3-NO/NO2 SCR活性和机理研究

在铈钛基NH3-SCR催化材料中,改性元素对催化材料的酸性位和氧化还原性能的影响较大.本文采用过量浸渍法分别制备了CeO2-TiO2(CeTi)和CeO2/WO3-TiO2(CeWTi)催化剂,研究了CeWTi催化材料结构、酸性位及氧化还原性能对NH3-NO/NO2 SCR反应性能的影响.结果发现,CeTi和CeWTi样品均有较优异的NH3-NO/NO2 SCR催化性能,后者略高.WO3的加入增加了催化材料的表面酸性,对其氧化还原性能影响不大.通过对反应中间物种NH4NO3的研究,发现NH4NO3的分解主要与氧化还原性能相关,而NO还原NH4NO3的反应需要氧化还原能力和酸性位共同作用,即在氧化还原性能差异不大的条件下,酸性对该反应起到重要作用.而该反应也是NH3-NO/NO2 SCR的限速步骤,这是CeWTi催化材料活性高于CeTi催化材料的原因.同时,为了获得NH3-NO/NO2 SCR反应的高活性,NO2:NO比例宜为1:1.然而现实情况中,预氧化催化材料的氧化活性、NOx浓度、温度等变量使得准确控制NO2的比例较难,因此,深入了解NO2浓度对NH3–NO/NO2 SCR反应的影响至关重要.本文探讨NO2:NO的比例、O2浓度等对NH3-NO/NO2 SCR反应性能的影响;并研究了不同NO2含量条件下NH3-NO/NO2 SCR反应网络.通过分析CeWTi材料上NH3-NO/NO2 SCR反应网络可知,当NO与NO2比例为1:1时,NH3-SCR催化活性最高,并以快速SCR形式进行;当NO与NO2比例为1:1消耗完全之后,剩余的NO或NO2各自独立以标准或慢速SCR进行,不影响其本来的反应活性.催化材料的标准SCR、快速SCR和慢速SCR均取决于材料表面酸度和氧化还原性能,但快速SCR和慢速SCR对材料这两方面性能的要求相对较低.同时O2并不参与快速和慢速SCR,而NO2可以取代O2作为SCR反应中主要的氧化剂,氧化Ce4+为Ce3+,甚至比O2和NO再氧化活性位的能力更强,保持催化材料的高催化活性.低温条件时,慢速SCR和快速SCR反应均在材料表面生成硝酸铵中间物种,但由于慢速SCR气氛中缺乏NO将硝酸铵还原,进而引发快速SCR反应,因此材料表面快速SCR的NOx转化率要高于慢速SCR反应;高温条件下,由于硝酸铵容易热分解,导致硝酸铵的抑制效应不太明显.NH4NO3分解是NO2含量升高后N2O的形成的主要途径.     

Mg2NiH4对高氯酸铵热分解过程的影响

采用置换-扩散法制备了储氢材料Mg2NiH4, 用XRD, ICP和DSC-TG方法对其结构进行了表征. 用热分析法(DSC)研究了Mg2NiH4对高氯酸铵(AP)热分解过程的影响. 研究结果表明, Mg2NiH4对AP热分解过程有较大影响. Mg2NiH4可以显著促进AP的低温热分解过程, 降低高温热分解温度, 使DSC表观分解热明显增大. 随着加入量的增加, Mg2NiH4对AP热分解的催化促进作用增强, 当Mg2NiH4加入的质量分数为30％时, DSC表观分解热最大. 吸氢量越大, 储氢材料对AP的催化促进作用越强. Mg2NiH4催化促进AP分解过程的作用机理为: Mg2NiH4分解释放的H2及Mg和Ni与AP分解产物发生反应.     

富氧条件下Ir催化NO反应

用浸渍法制备了系列Ir催化剂, 研究了富氧条件下Ir催化NO的反应, 考察了催化剂的催化反应性能及负载量和载体对催化活性的影响. 结果表明, 在Ir催化剂上不仅发生了NO氧化反应, 同时也发生了NO还原反应; Ir催化剂对NO反应有催化作用, 催化活性随Ir负载量的增加而增强. 载体对催化剂活性有一定的影响, 负载量低于0.1%(w)时, 催化NO氧化的活性顺序为Ir/ZSM-5>Ir/γ-Al2O3>Ir/SiO2, 这主要受载体自身性质的影响; 负载量高于0.1%时, 催化NO氧化的活性顺序为Ir/ZSM-5>Ir/SiO2>Ir/γ的活性顺序为Ir/γ-Al2O3>Ir/SiO2>Ir/ZSM-5, 这主要由于载体吸附作用促进了NO2在Ir催化剂上吸附分解. 与Pt催化剂相比, Ir催化剂更有利于促进NO还原.     

Preparation of NdCrO3 nanoparticles and their catalytic activity in the thermal decomposition of ammonium perchlorate by DSC/TG-MS

Orthorhombic structural perovskite NdCrO₃ nanocrystals with size of 60 nm were prepared by microemulsion method, and characterized by XRD, TEM, HRTEM, SEM, EDS and BET. The catalytic effect of the NdCrO₃ for thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) was investigated by DSC and TG-MS. The results revealed that the NdCrO₃ nanoparticles had effective catalysis on the thermal decomposition of AP. Adding 2% of NdCrO₃ nanoparticles to AP decreased the temperature of thermal decomposition by 87° and increased the heat of decomposition from 590 to 1073 J g⁻¹. Gaseous products of thermal decomposition of AP were NH₃, H₂O, O₂, HCl, N₂O, NO, NO₂ and Cl₂. The mechanism of catalytic action was based on the presence of superoxide ion O₂ ⁻ on the surface of NdCrO₃, and the difference of thermal decomposition of AP with 2% of NdCrO₃ and pure AP was mainly caused by the different extent of oxidation of ammonium.     

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。     

Y2O3纳米粒子/碳纳米管复合体的制备及其催化高氯酸铵热分解

采用化学液相沉淀法制备Y2O3纳米粒子/碳纳米管复合体(Y2O3/CNTC),利用扫描电镜(SEM)和X 射线光电子能谱(XPS)对其结构和成分进行了表征. 结果表明, Y2O3纳米粒子能负载在碳纳米管上,且负载效果较好. 采用差热分析研究了Y2O3/CNTC 对高氯酸铵热分解的催化性能, 结果表明, Y2O3 /CNTC 可显著降低高氯酸铵(AP)的高温分解峰温,表现出对AP 高温分解良好的催化性能. 相同量的Y2O3/CNTC 和纯Y2O3纳米粒子进行对比, Y2O3 /CNTC表现出更强的催化性能.当Y2O3/CNTC的质量分数为4%时,使AP的高温分解峰温提前131.14C[deg].     

CeZrYLaO对Fe基整体式稀薄甲烷催化燃烧性能的影响

采用共沉淀法制备了高性能低铈储氧材料Ce_0.35Zr_0.55Y_0.07La_0.03O_1.95(OSM,储氧材料)和胶溶法制备了耐高温、高比表面的La-Al₂O₃并以它们为载体,制备了一系列整体式铁基催化剂。考察了该系列催化剂对甲烷稀薄燃烧的催化性能,并用低温N₂吸附-脱附,储氧能力(oxygen storage capacity,OSC),XRD,XPS和H₂-TPR等测试手段对载体和催化剂进行了表征。活性测试结果表明所制得的整体式催化剂Fe/OSM+La-Al₂O₃可在50 000 h^-1的高空速条件下使含量为1%的甲烷在474 ℃起燃,565 ℃完全转化;低温氮吸附-脱附测试结果表明,所制得的Ce_0.35Zr_0.55Y_0.07La_0.03O_1.95经1 050 ℃焙烧5 h后的BET比表面积达33 m²·g^-1,孔容为0.14 mL·g^-1;La-Al₂O₃经1 050 ℃焙烧5 h后的BET比表面积达125 m²·g^-1,孔容为0.46 mL·g^-1,是优良的催化剂载体;OSC测试结果表明,加入储氧材料(oxygen storage material(OSM))能增加催化剂的储氧性能,有利于催化活性的提高;XRD测试结果表明,OSM以均一固溶体存在;XPS测试结果表明,Fe₂O₃与OSM载体之间的相互作用最强;H₂-TPR测试结果表明,加入OSM能增加催化剂的还原性能,从而提高了催化活性。     

溶剂热合成Cu2O微球及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,利用溶剂热法合成了Cu2O微球.考察了PVP用量以及反应温度对产物形貌的影响,并在反应时间为2.5与4.5h时分别合成了直径为100-200nm和1μm的Cu2O微球.同时,利用差热分析(DTA)技术考察了不同直径的Cu2O微球对高氯酸铵(AP)热分解的催化效果,结果表明:添加2%(w)的直径为100-200nm和1μm的Cu2O微球使得AP的高温分解温度分别降低了116和118°C,AP在低温阶段的分解量也明显提高.     

Pure CuCr2O4 nanoparticles: Synthesis,characterization and their morphological and size effects on the catalytic thermal decomposition of ammonium perchlorate

In the present paper a pure phase of the copper chromite spinel nanoparticles (CuCr₂O₄ SNPs) were synthesized via the sol–gel route using citric acid as a complexing agent. Then, the CuCr₂O₄ SNPs has been characterized by field emission scanning electron microscope (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). In the next step, with the addition of Cu–Cr–O nanoparticles (NPs), the effects of different parameters such as Cu–Cr–O particle size and the Cu/Cr molar ratios on the thermal behavior of Cu–Cr–O NPs + AP (ammonium perchlorate) mixtures were investigated. As such, the catalytic effect of the Cu–Cr–O NPs for thermal decomposition of AP was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). TGA/DSC results showed that the samples with different morphologies exhibited different catalytic activity in different stages of thermal decomposition of AP. Also, in the presence of Cu–Cr–O nanocatalysts, all of the exothermic peaks of AP shifted to a lower temperature, indicating the thermal decomposition of AP was enhanced. Moreover, the heat released (ΔH) in the presence of Cu–Cr–O nanocatalysts was increased to 1490 J g⁻¹.     

单斜Li3V2(PO4)3/C复合材料的制备及其电化学性能

以LiOH·H2O、V2O5、H3PO4和蔗糖为原料,采用软化学法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3/C.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对产物的结构和形貌进行表征,采用恒电流充放电、电化学阻抗考察了产物的电化学性能.结果表明.当煅烧温度达到700℃时,杂质相衍射峰消失,所得的样品为纯相的单斜Li3V2(PO4)3.颗粒粒度为1～2 μm;在3.0～4.5 V电压范围内以0.2C倍率充放电,首次放电比容量达到148.2 mAh·g-1,第50次循环比容量仍为144 mAh·g-1,容量保持率为97%,具有良好的循环性能;另外,样品还具有很好的倍率性能和高温性能.     

含能笼型碳硼烷衍生物的合成及其热性能

以DMSO或DMF为溶剂,1-溴甲基碳硼烷(1)分别与亚硝酸钠和叠氮钠发生亲核取代反应,合成了两种新型的含能笼型碳硼烷——1-硝基甲基碳硼烷(2)和1-叠氮基甲基碳硼烷(3),其结构经1H NMR和FT-IR表征。用DSC分析了1~3的热性能,结果表明:1和2分别在162.2℃和168.7℃分解,分解热分别为130.4 J.g-1和245.6 J.g-1。     

钛酸锌的制备及其对高氯酸铵热分解的催化性能

ZnTiO₃ nanocrystals were prepared by sol-gel method, using Zn(NO₃)₂ and Ti(C₄H₉O)₄ in the topic. The as-prepared ZnTiO₃ nanocrystals were characterized by XRD, FTIR and TEM, and the catalytic performance of ZnTiO₃ nanocrystals of different contents for the ammonium perchlorate(AP)decomposition was investigated by thermal analysis. The results indicate that ZnTiO₃ with pure cube structure can be synthesized at 600 ℃ by this procedure,which was spheroid with particle size of about 60~100 nm. The results expressed that the low temperature decomposition peaks of AP is advanced by 17 ℃ and the high temperature decomposition peaks of AP is advanced by 24 ℃ when adding 5% nanoparticle ZnTiO₃ powder. The catalytic effects of ZnTiO₃ powders on the high temperature decomposition of AP are less than that of nanometer metal powders, but all the micron metal powders decrease the low decomposition temperature of AP.     

液相热分解纳米铁镍合金的形貌可控合成及其磁学性能研究

以Fe(CO)₅和Ni(HCOO)₂为前驱物,十八烯为溶剂,在表面活性剂和分散剂油酸和油胺的协同作用下,通过前驱体的液相热分解和自合金化,制备铁镍合金纳米颗粒。通过XRD和TEM研究了产物的微观结构,并对产物的磁学性质进行了表征。结果表明,在反应温度为200 ℃,油胺与油酸及甲酸镍的物质的量比为4∶2∶1,反应时间为20 min时可得形貌可控、抗氧化性强的面心立方晶体结构的平面三角形纳米铁镍合金,晶粒尺寸为15~55 nm。磁性测量表明,300 K时三角形形貌铁镍合金的饱和磁化强度为15.5 emu·g^-1,矫顽力趋近于零,呈现超顺磁性;在低温(4.2 K)时,铁镍合金的饱和磁化强度为17.5 emu·g^-1,矫顽力增大明显。