纳米金刚石负载Fe2 O3 的制备及其对高氯酸氨的热分解催化作用❋

2021-05-28王慧中肖乐勤菅晓霞周伟良

爆破器材 2021年3期

王慧中肖乐勤菅晓霞潘琛刘杰周伟良

①南京理工大学化工学院(江苏南京，210094)

②上海航天化工应用研究所(上海，200000)

引言

高氯酸铵(AP)是复合推进剂中最常用的氧化剂[1-2]，占推进剂质量的65%～70%；在某些配方中，其质量分数甚至高达90%。 AP 的热分解及其催化热分解性能对于调节推进剂的燃烧性能具有决定性作用。因此，AP 热分解催化剂的制备及其催化性能的研究始终是复合固体推进剂研究领域的重要方向之一[3-7]。

AP热分解的催化剂主要为有机铁或铁的氧化物(Fe2O3)[8]，其他的过渡金属氧化物还有Bi2O3[9]、CuFe2O4[10]、NiO[11]、CdO[12]、Co3O4[13]等。通常以一定比例将催化剂与AP混合后进行TG-DSC 分析，从而判断其催化性能的优劣。文献报道的催化剂可使AP 高温分解峰温降低10 ～111℃(催化剂质量分数约为2%)，但由于成本、催化剂对推进剂药浆工艺影响等问题，获得实用的过渡金属氧化物催化剂并不多。

因自身结构的特殊性，纳米催化剂具有潜在的高催化活性。推进剂催化剂的纳米化方面，国内已开展了大量的研究。爆轰法制备的纳米金刚石(ND)结构稳定，与推进剂含能组分相容性好，表面具有丰富的官能团，可作为Fe2O3催化剂的载体。纳米金刚石的羧基化可提高其在水中的分散性，进而改善负载催化剂的分散性和颗粒尺寸。沉淀法制备的催化剂颗粒小，是提高催化剂催化效率的有效途径。

本文中，采用沉淀法制备羧基化纳米金刚石负载Fe2O3的催化剂，并探索催化剂对AP 的催化热分解作用。