AP/Co-MOF核壳型纳米复合材料对AP热分解的自催化性能

为了提高高氯酸铵(AP)热分解的催化效率,在0℃下采用液相化学沉积法合成了AP/Co-MOF纳米复合材料;通过SEM、EDX、FTIR及XRD对该材料的形貌和结构进行了表征,并研究了其对AP热分解的自催化性能。结果表明,Co-MOF纳米粒子在AP颗粒表面均匀成核且长大形成核壳结构的AP/Co-MOF纳米复合材料;不同比例的AP/Co-MOF纳米复合材料对AP热分解均展现了很好的催化效果,其中,AP与Co-MOF质量比为100∶4的AP/CoMOF纳米复合材料表现出最佳的自催化性能。     

NiCu复合金属粉的制备及其催化性能

采用化学还原法制备得到了纳米级NiCu复合金属粉,对其结构进行了表征. 用热分析法研究了纳米NiCu复合金属粉对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能. 结果表明,组成为Ni60Cu40的纳米NiCu复合金属粉可使AP的高温和低温热分解温度分别降低140.4和26.8℃,使总表观分解热增至1.29 kJ/g,表现出对AP的高温和低温热分解的显著催化作用. 纳米NiCu复合金属粉的组成对其催化性能有一定影响,以Ni60Cu40的催化效果最强. 纳米NiCu复合金属粉的含量增加,其催化作用增强. 纳米NiCu复合金属粉催化AP热分解的作用机理为：(1) 氧化物在AP热分解起始阶段电子转移过程中的桥梁催化作用;(2) 纳米NiCu复合金属粉与AP分解产物发生反应;(3) 纳米NiCu复合金属粉的表面效应等.     

AlH3与MgH2对高氯酸铵热分解的影响

为探索金属氢化物在固体火箭推进剂中的应用可能性,通过差示扫描量热法(DSC)、热烤爆法、动态测压热分析法(DPTA)研究了AlH₃与MgH₂对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响规律。DSC结果表明,AlH₃与MgH₂对AP的高温放热分解过程有显著的促进作用,使AP的分解温度提前近50℃;热烤爆法研究AlH₃/AP和MgH₂/AP混合体系的热感度发现,AlH₃和MgH₂的引入使得混合体系的热感度升高,AlH₃/AP、MgH₂/AP和AP的5s爆发点温度分别为：582.63、644.17和662.65K;DPTA法研究发现,MgH₂/AP的放气量仅为0.2mL/g,热安定性好;而AlH₃/AP测试过程的放气量为3.2mL/g,安定性较差。金属氢化物AlH₃和MgH₂对AP热分解表现出良好的...     

稀土固体超强酸SO42－/TiO2/Ce4+催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺，用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO₄)₂的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响；采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明，催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂，在硫酸浓度1 mol·L^－1、Ce(SO₄)₂的浓度012 mol·L^－1和焙烧温度550 ℃的制备条件下,产率可达88.2％。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

过渡金属氧化物复合催化剂对丁羟推进剂热分解性能的影响

采用DSC(差示扫描量热法)研究了过渡金属氧化物(TMO)复合催化剂不同组合及配比对氧化剂高氯酸铵(AP)及高氯酸铵/丁羟(AP/HTPB)推进剂热分解性能的影响。指出不同组合的复合TMO催化剂对上述两体系热分解反应的催化作用不尽相同,其作用效果可分为正协同效应、负协同效应和无协同效应三大类。     

纳米Cu-Cr复合金属氧化物的机械研磨制备及对AP的催化性能

为了增强纳米氧化铜对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,采用机械研磨法批量制备了一系列摩尔比分别为1∶2, 1∶1, 1∶0.5, 1∶0.25的CuO/Cr_2O_3纳米Cu-Cr复合金属氧化物(纳米CuO/Cr_2O_3);采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的微结构、表面元素和形态;通过热重(TG)分析和差示扫描量热(DSC)技术研究了纳米Cu-Cr复合金属氧化物对AP热分解的催化作用,讨论了纳米CuO/Cr_2O_3含量对AP热分解的影响。结果表明,与其他纳米Cu-Cr复合金属氧化物、单一纳米CuO和纳米Cr_2O_3相比,质量分数2%的CuO/Cr_2O_3(摩尔比1∶0.25)复合金属氧化物对AP热分解具有最佳催化效果,可使AP的分解温度从441.3℃下降到351.1℃,吉布斯自由能从199.8kJ/mol降至172.1kJ/mol,同时表观分解热从941J/g升至1778J/g,这可能是由于在高能研磨力场下,纳米CuO和纳米Cr_2O_3发生晶格变化促进其对AP热分解的协同催化作用。     

花状α-Co(OH)_2的制备及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以六水氯化钴、氢氧化钠及氨水为原料,在室温且不使用表面活性剂的条件下制备了纳米花状α-Co(OH)_2球形颗粒;用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了α-Co(OH)_2纳米花的组分、结构和形貌,用差示扫描量热仪(DSC)研究了α-Co(OH)_2纳米花对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响。结果表明,α-Co(OH)_2为球形颗粒,粒径大小均一,是由纳米片组成的花状结构,纳米花的直径为300~400nm;当α-Co(OH)_2纳米花质量分数为3%时,AP的分解温度为281℃,与纯AP相比提前了158℃,放热量达1 502J/g,表明α-Co(OH)_2纳米花对AP的热分解具有优异的催化作用。     

气雾化Al-Li合金对高氯酸铵热分解特性的影响

采用紧耦合气雾化法制备了一系列Al-Li合金粉体,利用DSC研究了它们对高氯酸铵(AP)热分解的影响。结果表明Al-Li抑制AP的低温分解,但促进AP的高温分解,使得AP的两个分解峰相互靠近并结合成一个集中的放热峰。当锂含量达10wt%时,合金能够使AP的高温分解峰降低约80℃,表观分解热增加至1046. 2 J/g,并使混合物的高温分解活化能由纯AP的139. 4 kJ/mol降低至76. 5 kJ/mol。此外,对分解产物进行分析,发现Al-10Li合金粉体能够有效减少Cl~-的排放。     

铁酸铋/石墨烯纳米复合材料的制备及其对高氯酸铵热分解的催化作用

为了提高纳米复合金属氧化物对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用,以Bi(NO₃)₃·5H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O和GO为前驱体,采用水热法制备了铁酸铋/石墨烯(BiFeO₃/rGO)纳米复合材料;利用XRD、FT-IR、XPS、TGA、SEM和TEM等对所制备样品的结构、粒径及形貌进行了表征;采用差热分析研究了不同添加量的BiFeO₃/rGO纳米复合材料对AP热分解过程的影响,分析了BiFeO₃/rGO对AP热分解的催化机理及其对AP热分解动力学的影响。结果表明,rGO的引入有效阻止了纳米BiFeO₃颗粒的团聚,大大增加了比表面积;当BiFeO₃/rGO纳米复合材料的质量分数为4%时,AP的高温分解峰降低最多,达167℃,表观分解热增加了1631J/g,达2518J/g,表观活化能从172.07kJ/mol降低至128.35kJ/mol,表明所制备的BiFeO₃/rGO纳米复合材料能有效催化AP的热分解。     

不同分级结构ZnO的制备及催化分解AP性能研究

采用水热法,在乙酸锌、氢氧化钠体系中,通过调节氢氧化钠的用量成功合成了片状和棒状为组装单元的分级结构ZnO。利用XRD,SEM对样品进行了表征,用热分析法考察了两种分级结构的ZnO对高氯酸铵(AP)分解的催化作用。结果表明:两种分级结构的ZnO均可强烈催化AP的热分解,而片状结构为组装单元的分级结构ZnO的催化性能更高。与纯高氯酸铵相比,加入片状分级结构的ZnO后AP的分解温度降低了181℃,且低温分解峰消失。     

Preparation of Magnesium‐based Hydrogen Storage Materials and Their Effect on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate

Magnesium‐based hydrogen storage materials (MgH₂, Mg₂NiH₄, and Mg₂Cu‐H) were prepared and their structures were determined by XRD and ICP investigations. Mg₂NiH₄ has a monoclinic crystal structure and Mg₂Cu‐H is a mixture of MgCu₂ and MgH₂. The effects of magnesium‐based hydrogen storage materials on the thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) were studied by thermal analysis (DSC). It was found that magnesium‐based hydrogen storage materials show obvious boosting effects on the thermal decomposition of AP. The thermal decomposition peak temperature of AP was decreased, while the heat release of the decomposition of AP was increased. It was revealed that the effects of magnesium‐based hydrogen storage materials on the decomposition of AP become stronger with increasing content. The influence mechanism on the thermal decomposition of AP is suggested as follows: hydrogen released from magnesium‐based hydrogen storage materials and Mg, Ni, or Cu react with the decomposed products of AP.     

包硅改性纳米碳酸钙应用于高温CO2吸附的性能

引言 二氧化碳吸附强化制氢(SERP)的原理是将甲烷水蒸气重整反应过程产生的CO2用吸附剂脱除,从而打破化学反应平衡,降低反应平衡常数,使反应温度由800～1000℃降低至500℃左右,使制氢反应条件更温和、能耗更低.该技术的工业可行性研究的关键是甲烷水蒸气重整反应过程中采用的高温CO2的吸附剂的性能研究[1].     

Li2MgxZn1-xSiO4离子导体材料的合成与表征

引　言Li4 SiO4 具有有利于离子传导的结构 ,是锂离子导体理想的基质材料[1～ 5] 而用M2 +(M =Zn ,Mg等 )部分取代Li4 SiO4 中的Li+离子 ,在一定的范围内所形成的固溶体可大大提高材料的离子导电性 ,且其导电性随取代量的增加而增高[6 ] 文献报道的合成方法多为固相法 ,但固相法不易保证成分的准确性、均匀性 ,且合成温度较高 低温软化学合成法已经成为目前新型功能性固体材料制备的主要方法 ,利用该方法 ,在较缓和的条件下获得了如薄膜、纳米材料、陶瓷和磁性材料等多种形式的无机功能材料[7] 其中溶胶 凝胶法是近年来发展起来的…     

新型催化材料Sr2FeMoO6的葡萄糖溶胶-凝胶法合成及甲烷催化燃烧性能

采用葡萄糖溶胶-凝胶法合成了Sr₂FeMoO₆催化剂,研究了空气、氩气和H₂/N₂ 3种焙烧气氛对产物的结构和性能的影响。运用X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、比表面（BET）及磁性测量与甲烷催化燃烧活性评价等技术对所制备的样品进行了表征。XRD实验结果表明,H2/N2气氛下焙烧得到的样品是单相的双层钙钛矿结构氧化物Sr₂FeMoO₆,在氩气下焙烧的样品形成了主相为双层钙钛矿结构氧化物Sr₂FeMoO₆,同时伴有少量的SrMoO₄相,但在空气下焙烧的样品中除了Sr₂FeMoO₆的衍射峰,还出现了强度很高的SrMoO₄相的衍射峰。从TPR、FT-IR和磁性表征结果发现,不同的焙烧气氛所形成的样品程序升温还原图谱和红外光谱均有所差别,H₂/N₂气氛下合成的样品有较好的磁性,而氩气和空气下合成的样品的磁性几乎为零。对于H₂/N₂气氛下合成的单相Sr₂FeMoO₆样品的甲烷催化燃烧活性测试表明,甲烷燃烧起燃温度T₁₀为475℃,完全转换温度T₁₀₀为744℃,可见单相双层钙钛矿型结构化合物Sr₂FeMoO₆对甲烷催化燃烧也有很好的活性。     

化学链燃烧钙基载氧体CaSO4与CO在不同温度下的反应行为

基于热重和红外联用进行等温实验,探讨了化学链燃烧载氧体CaSO₄在CO气氛下的还原反应特性。研究发现：温度对CaSO₄还原反应历程和速率有显著的影响,在10％CO气氛下,温度低于900℃时,发生单一反应,CaSO₄的还原产物只是CaS,气相产物为CO₂;当温度高于950℃后,发生平行反应和连串反应组合成的多重反应,固体产物为CaS和CaO,而产物气中除了有CO₂,还存在SO₂和COS,且气相硫化物的析出以COS为主;随着反应温度的升高,CaSO₄与CO反应速率显著增加,而目标产物CaS在固体产物中所占的摩尔分数呈下降趋势;基于钙基载氧体化学链燃烧中燃料反应器温度不宜高于950℃。     

高纯超细氧化铝粉的常压烧结与高压烧结

以高纯超细α-Al₂O₃粉为原料,采用常压、高压烧结制备了高纯Al₂O₃陶瓷。研究表明,在乙醇溶剂中高速球磨可显著降低Al₂O₃粉料的平均颗粒尺寸,提高粉料的比表面积与烧结活性;在4.5 GPa、1230℃高压烧结30 min,制备了相对密度达98.71%的无烧结助剂掺杂的Al₂O₃陶瓷;与常压烧结相比,高压烧结可显著降低烧结温度,提高传质速率,大幅度缩短烧结时间,达到快速、低温烧结的效果;由于相对较低的烧结温度,掺杂微量MgO的Al₂O₃陶瓷在高压烧结中未出现液相,MgO对烧结致密化及Al₂O₃晶粒生长抑制几乎无影响。     

沉淀包覆法合成高活性纳米过渡态Al2O3粉

引言 为了提高氧化铝陶瓷的强度、韧性、致密度、透明性或降低其烧结温度等,要求采用纯度高、粒径小、粒度分布范围窄、烧结活性高的超细氧化铝粉为原料.     

Nd2O3基复合氧化物上炭黑和NOx的同时催化去除特性

利用程序升温反应（TPR）技术，对同时催化去除柴油机炭黑和氮氧化物反应进行了研究.结果表明：稀土金属氧化物及其负载金属氧化物能在富氧条件下使炭黑（C）和氮氧化物（NO_x）互为氧化还原，主要生成CO₂和N₂，达到C-NO_x两者的同时催化去除.在Nd₂O₃等稀土氧化物上负载K和Mn等金属氧化物能降低炭黑的起燃温度，提高NO的还原转化率，其中K/Mn/Nd₂O₃ 上的催化反应同无催化反应相比，其炭黑起燃温度降低了170℃，最大NO→N₂转化率达到75.4％.K能显著降低起燃温度，并存在最佳负载量（2 mmol•g^-1）.K负载量过多，可能导致稀土金属氧化物上原有活性位的覆没.     

溶胶-凝胶法制备H3PW12O40/SiO2及催化合成三羟甲基丙烷三庚酸酯

H3PW12O40/SiO2 (PW/SiO2) was prepared by the sol-gel method and trimethylolpropane triheptanoate (TMH) was synthesized by trimethylolpropane (TMP) and heptylic acid (HA) in the presence of H3PW12O40/SiO2. The results showed that the catalyst with 50% (mass) PW had good activity and stability. The optimal esterification conditions were as follows: nTNP：nHA = 1：4, 2%(mass) PW/SiO2, reaction temperature 120-200℃ and 3 h. The structure of TMH was characterized by GC, IR, ^1HNMR spectra and the rate of esterification was up to 95%.     

沉淀法SiO2包覆纳米CaCO3吸附剂性能

以CO₂为沉淀剂,Na₂SiO₃为硅源,制备了SiO₂包覆纳米CaCO₃吸附剂。TEM测试证实纳米CaCO₃表面包覆一层SiO₂膜, 用SEM & EDX 测试5个包硅样品Si含量为0.67%～4.93%。采用TGA考察吸附剂的分解温度及600℃、20% CO₂条件下的吸附性能。结果表明：采用CO₂沉淀法包覆SiO₂后,与未包硅的纳米CaCO₃相比,分解温度降低9～42℃。纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂的循环吸附率、吸附容量、吸附速率均随Si含量的减小先增加后降低。Si含量为1.05%的纳米SiO₂/CaCO₃吸附剂显示最佳吸附性能,第1、5次循环吸附容量分别为8.9、6.0 mol·kg^-1,与未包覆SiO2的纳米CaCO₃相比,分别提高11%、50%,同时在第5次循环快反应段吸附速率较纳米CaCO₃提高10%。与纳米CaCO₃相比,包硅后的吸附剂具有较高的吸附容量和循环吸附率,循环稳定性较好。