首次采用共沉淀法是在合成金属氧化物纳米颗粒的过程中。该方法是在含有多种阳离子 的溶液体系中加入合适的沉淀剂,调节 pH 使其沉淀完全。该方法所需成本较低,生成的纳 米颗粒均匀性较高,粒度较细,粒径分布较窄且具有一定大小的形貌;缺点是沉淀物通常为 胶状纳米超细颗粒,过滤、洗涤时费时费力,未反应的沉淀剂易混入其中,水洗时某些沉淀 物会发生溶解导致含量损失,因此共沉淀法适用面较窄。
1。3 纳米金属氧化物在高氯酸铵热分解时的催化性能
1。3。1 纳米金属氧化物的研究现状
1。3。2 复合型纳米催化剂
亚铬酸铜属于一种功能材料,经常作为一种活性催化剂用在一些氧化、氢化、脱氢、脱 氢环化、醇解和烷基化等反应中。此外,作为一种经济高效的燃速催化剂,亚铬酸铜广泛用 于多种复合固体推进剂的催化领域。研究发现,Fe2O3/CuCr2O4 能极大的提高推进剂的燃速。 Ishitha 等[18]研究 Fe2O3 及 CuCr2O4 作为复合固体推进剂中的燃速增强剂对其燃烧性能的影响, 结果表明:Fe2O3 和 CuCr2O4 均在 AP 中显示出有效的催化作用,但是 Fe2O3 的催化效果更好 一点;与此同时,CuCr2O4 能提高粘结剂的流动性,而 Fe2O3 降低粘结剂的流动性。Kawamoto 等[19]通过共沉淀法制备出亚铬酸铜燃速催化剂,并研究其对 HTPB 复合固体推进剂的催化作 用,结果表明,共沉淀法制备的亚铬酸铜显示出更好的晶型,且颗粒分布均匀,使得 HTPB 复合固体推进剂展现出更高的燃速和更低的压强指数。Li 等[20]通过柠檬酸配位法在 600℃下 合成了 Cu-Cr-O 复合氧化物,并作为 AP 基复合推进剂中的添加剂,研究其催化作用。结果 表明,合成的 Cu-Cr-O 复合氧化物结晶良好,能使推进剂燃速增大,压强指数下降,尤其是 当 Cu/Cr 摩尔比为 0。7 时的 Cu-Cr-O 复合氧化物,此时该复合物在所有压力下均展现出稳定 的燃烧性能,催化效果十分显著。
亚铬酸铜晶体,代表性化学式:CuCr2O4。亚铬酸铜有四方和立方两种不同的晶体相,它 的典型的尖晶石结构是沿着立方轴压缩可得到四方相的单元,其中,仅扭曲的的尖晶石四方
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晶结构的亚铬酸铜具有催化活性[21,22]。下图 1。1 是亚铬酸铜晶体单元的微观结构示意图:其 中,Cu2+在图中“A”的位置,有四个相邻的 O 在扭曲的四面体的角;Cr3+在“B”的位置, 有六个相邻的 O 在扭曲的八面体的角。
图 1。1 尖晶石型 CuCr2O4 结构图
扭曲的尖晶石结构的亚铬酸铜才具有有效的催化功能,并且在固体火箭推进剂中应用广 泛。张伟等[23]研究了两种铜盐对微烟 NEPE 推进剂燃烧性能的影响时,指出铜盐与铅盐的复 合产生协同催化作用,提高了铅盐的催化效率,使推进剂燃速增加。赵文忠等[24]研究了纳米 氧化铁催化 AP 热分解时对其产生的影响,结果表明,纳米氧化铁可使 AP 的低温和高温分解 峰的温度分别提前 7。37℃和 58。12℃。
为了获得性能良好的纳米燃速剂体系,本实验将以 Cu、Cr、Fe 三种金属的硝酸盐为反 应物采用共沉淀法和煅烧法制备 Cu-Cr-Fe 纳米复合物。
1。4 本文的主要研究内容来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-
本文主要研究 Cu-Cr-Fe 纳米复合物的制备及其催化性能,分为以下几步完成:
(1)制备 Cu-Cr-Fe 纳米金属复合物:分别以 Cu、Cr、Fe 的硝酸盐为反应物,利用共沉 淀煅烧的方式获得含不同 Cu/Cr/Fe 比例的 Cu-Cr-Fe 纳米复合物。