The role of copper-chromium oxide catalysts in the thermal decomposition of ammonium perchlorate

The catalytic effects of doped or mixed CuO-Cr₂O₃ oxides on the thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) were investigated by using DTA, electrical conductivity and X-ray diffraction techniques. The results obtained revealed that the decrease in the defect electron of CuO catalyst doped with 1 at.% Cr³⁺ inhibited its activity, while the opposite effect was observed when Cr₂O₃ was doped with 1 at.% Cu²⁺. On increase of the concentrations of both oxides, the catalyst containing 70 at.% Cr³⁺ was found to be the most active during the decomposition of AP. The existence of CuCr₂O₄ at this ratio was demonstrated by X-ray diffraction. The activity of this spinel was explained on the basis of a hopping mechanism between Cr³⁺/Cr⁴⁺ active sites. Finally, the activation energies of different decomposition stages of AP alone and mixed with catalysts were calculated.

---

Zusammenfassung Mittels DTA, Röntgendiffraktion und elektrischer LeitfÄhigkeit wurden die katalytischen Wirkungen von versetzten oder gemischten CuO-Cr₂O₃ Oxiden auf die thermische Zersetzung von Ammoniumperchlorat (AP) untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, da\ die Abnahme an Defektelektronen von CuO-Katalysator, versetzt mit 1 mol% Cr³⁺, seine AktivitÄt vermindern, wÄhrend ein entgegengesetzter Effekt bei Cr₂O₃ beobachtet wird, das mit 1 mol% Cu²⁺ versetzt ist.Durch Erhöhung der Konzentrationen beider Oxide zeigt der Katalysator bei der Zersetzung von AP die grö\te AktivitÄt bei einem Cr³⁺-Gehalt von 70 mol%. Mittels Röntgendiffraktion konnte bei dieser Zusammensetzung die Existenz von CuCr₂O₄ gezeigt werden. Die AktivitÄt dieser Spinellstruktur wurde durch einen Hüpfmechanismus zwischen Cr³⁺/Cr⁴⁺-aktiven Stellen erklÄrt. Weiterhin wurden die Aktivierungsenergien von verschiedenen Zersetzungsstufen von AP mit und ohne Katalysatoren berechnet.