纳米PbZrO3/GO复合材料的制备及其对RDX的催化分解
2018-09-01王为民高红旭徐抗震赵凤起
刘 博,张 钰,2,王为民,高红旭,徐抗震, 赵凤起
(1.西北大学化工学院, 陕西 西安 710069;2.信阳师范学院化学化工学院,河南 信阳 464000;3.西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室, 陕西 西安 710065)
引 言
燃烧催化剂一直是固体推进剂领域的重要研究课题[1-2]。目前,常用的燃烧催化剂主要包括金属粉、金属氧化物、二茂铁、金属盐、金属配合物及炭材料等[3-6]。随着纳米材料科学与技术的快速发展,近些年来一些具有优异催化性能的新材料,如碳纳米管、富勒烯、石墨烯、金属复合氧化物和含能MOFs等作为固体推进剂的燃烧催化剂被广泛研究和报道[1, 7-8],材料纳米化及多元金属复合可进一步提高材料的催化燃烧性能。
金属复合氧化物是近些年研究较多的一类新材料,因其良好的结构性能,在光电材料、催化剂、磁性材料等领域应用广泛[9-11]。纳米金属复合氧化物由于其独特的结构特性、耐酸碱及双金属“协同效应”,代替纳米金属氧化物用作固体推进剂的燃烧催化剂,已被证明有更优越的性能和应用前景。纳米Bi2WO6、CuFe2O4、CuCo2O4、LaFeO3和PbZrO3等已被广泛研究[12-16]。
纳米颗粒由于较小的粒径和较大的表面能极易发生团聚,从而降低其催化活性。氧化石墨烯(GO)因其高导热(5300W/(m·K))、导电(15000cm2/(V·s))、超大理论比表面积(2630m2/g)等优异特性,成为制备复合材料的重要基质材料[17-19]。在GO基复合材料中,GO作为分散剂可以有效抑制纳米颗粒的团聚,增加催化活性位点。同时,GO和纳米颗粒可以形成“正协同效应”,进一步增强催化分解性能[20-25]。因此,本研究在前期工作的基础上,通过自组装的方法将纳米PbZrO3和充分超声剥离的GO组装复合,制备了纳米PbZrO3/GO复合材料,并对其催化分解性能进行了研究。……
