納米氧化物的制備及其催化性能研究.pdf

1、固體推進(jìn)劑是軍事和航天技術(shù)的重要領(lǐng)域,一直為國內(nèi)外研究者所重視.目前,高能和高燃速推進(jìn)劑是最熱門的研究方向.在提高固體推進(jìn)劑燃速的眾多方法中,采用納米催化劑被認(rèn)為是最有前途的方法之一.本研究在總裝預(yù)研課題"固體推進(jìn)劑用納米材料的處理與應(yīng)用研究"項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的資助下對納米氧化物進(jìn)行了研究.為了提高納米氧化物對AP熱分解的催化性能,采用對其進(jìn)行表面改性、摻雜混合、與高氯酸銨(AP)直接復(fù)合等方法來進(jìn)行研究.本文工作主要包括:1.以Fe<,2>O

2、<,3>為例,研究對納米氧化物進(jìn)行表面改性的方法,并分析了改性處理對納米Fe<,2>O<,3>催化AP熱分解的影響.結(jié)果表明,上述3種方法均可獲得粒徑小、分散性好的納米Fe<,2>O<,3>粒子.表面改性處理能提高納米Fe<,2>O<,3>粒子對AP熱分解的催化性能.2.對過渡金屬氧化物(TMO)和稀土氧化物(REO)這兩類常用的氧化物進(jìn)行了摻雜混合,并研究了納米混合氧化物對AP熱分解的催化性能.結(jié)果表明,兩種氧化物混合后,其對AP熱分

3、解的催化效果表現(xiàn)為三種效應(yīng):正協(xié)同效應(yīng)、無協(xié)同效應(yīng)和負(fù)協(xié)同效應(yīng),主要取決于混合氧化物的成分與混合比例.3.采用溶劑-非溶劑法制備了納米氧化物/AP復(fù)合粒子,研究了復(fù)合粒子的熱分解性能.其中選擇的氧化物為TMO(Fe<,2>O<,3>,CuO,Co<,2>O<,3>)和REO(Nd<,2>O<,3>和Y<,2>O<,3>).結(jié)果表明,制備以納米氧化物為核、AP為殼的納米復(fù)合粒子,可有效地解決納米氧化物的分散性問題并提高其與AP的接觸面積,

4、進(jìn)而提高納米氧化物對AP熱分解的催化性能.4.以Fe<,2>O<,3>為例,研究了將納米氧化物與AP的復(fù)合處理對復(fù)合推進(jìn)劑燃燒性能的影響.結(jié)果表明,納米Fe<,2>O<,3>與AP的復(fù)合處理能有效提高復(fù)合推進(jìn)劑的燃燒性能,使復(fù)合推進(jìn)劑的燃速提高,壓力指數(shù)降低.5.以Al粉為例,研究了金屬添加劑與AP的復(fù)合處理對復(fù)合推進(jìn)劑燃燒性能的影響.結(jié)果表明,Al粉與AP的復(fù)合處理能有效提高復(fù)合推進(jìn)劑的熱分解性能和燃燒性能.此外,本文還研究了將Fe<