李丹扬，曾大文，李海涛

(华中科技大学材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074)



AP/Co-MOF核壳型纳米复合材料对AP热分解的自催化性能

李丹扬，曾大文，李海涛

(华中科技大学材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074)

摘要：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/Co-MOF纳米复合材料表现出最佳的自催化性能。

关键词：金属有机框架结构(MOF)；核壳型纳米复合材料；自催化；高氯酸铵；热分解

金属有机框架结构(MOFs)材料是一种新型的结晶微孔材料，具有孔隙度高、比表面积大、易选择不同的金属离子和有机桥接配体等独特优势[1-2]，近10年来引起了相当大的关注。目前，MOFs材料研究主要集中在气体吸附和气体分离，而MOFs作为一种高效的催化剂加速催化高氯酸铵(AP)的热分解未见报道。

AP是复合固体推进剂的主要氧化剂，在AP中加入定量纳米Co-MOF(Co和2-甲基咪唑通过自组装形成的四面体结构)催化剂能够改善其热分解效应，提高固体推进剂的燃烧速率和燃烧稳定性，降低加强指数等。

Co-MOF纳米材料具有优异的热学和化学稳定性[3-4]，将其沉积在AP粒子表面形成一种稳定的核壳型纳米复合材料，不仅会进一步提高AP热分解的催化效率，而且还可以进一步包覆燃料层(Al)，形成一个多层核壳结构固体推进剂。……