超支化聚合物稳定的JP-10基铂纳米流体燃料的制备与催化燃烧性能
2020-05-13何桂金郭永胜方文军
含能材料 2020年5期
吴 熙,何桂金,郭永胜,方文军
(1.浙江大学化学系,浙江 杭州 310027;2.中国科学院深圳先进技术研究院,广东 深圳 518055)
1 引言
高密度碳氢燃料具有高能量密度、高体积热值等优点,主要有多环烃类、金刚烷类和高张力笼状烃类等多种类型[1-2]。挂式-四氢双环戊二烯(JP-10)是典型的高密度碳氢燃料[3-4],密度为 0.936 g·cm-3,质量热值为 42.1 MJ·kg-1,体积热值高达 39.4 MJ·L-1。将高密度碳氢燃料和具有催化功能的纳米颗粒相结合制备纳米流体,可得到性能更优的高能燃料。钯、铂、镍、铜等金属纳米颗粒,粒径小,比表面积较大,表面原子相对较多,微观结构较为复杂且含有特殊点阵缺陷,为提高催化活性奠定了基础,能显著改善燃料的燃烧性能[5-6]。因此,碳氢燃料基金属纳米流体作为高能量密度燃料具有较大的研究价值和应用前景。
铂纳米颗粒的催化性能优异[7],可在合适配体的作用下稳定分散于碳氢燃料中,形成“拟均相”的纳米流体。更小的颗粒粒径不仅可提升纳米流体燃料的催化裂解、燃烧性能,也可提升纳米流体的稳定性。优良的配体既在铂纳米颗粒的合成过程中具有修饰作用,也在纳米流体的制备与储存中具有稳定作用。目前,长链脂肪胺、硫醇等配体稳定的纳米流体燃料中颗粒粒径减小空间有限,稳定性也有所欠缺。因此,寻找更优的配体、减小颗粒粒径,是进一步提高碳氢燃料基铂纳米流体综合性能的新思路。
超支化聚合物是一类新型的具有高度支化结构的物质,通常富含O、N 等原子并可形成两亲结构,可作为配体稳定金属纳米颗粒;……
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