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纳米燃烧催化剂的制备及其催化性能研究

本论文主要研究纳米燃烧催化剂的制备及其对含能材料高氯酸铵(AP)的催化性能,以期获得性能良好的纳米燃烧催化剂及其制备技术。首先采用室温固相法制备了火炸药领域应用较广泛的CuO、Fe_2O_3、Bi_2O_3及PbO纳米金属氧化物,并用热分析方法考察了这些纳米材料对AP热分解的催化性能。结果表明:除了Bi_2O_3以外纳米CuO、Fe_2O_3和PbO均能较强催化AP的热分解,且其中CuO催化活性最高,添加2wt%的纳米CuO使AP的高温分解峰下降了104.04℃,分解放热量由404.15J/g增至1320J/g,热分解反应速率也明显加快。其次考察了不同方法制备的纳米CuO对AP热分解的催化活性。结果表明:快速液相沉淀法易获得催化活性较高的纳米CuO。然后系统研究了快速液相沉淀法中不同的制备条件下所制备的纳米CuO对AP热分解的催化活性。结果表明:在室温条件下,加入5wt%聚乙二醇(PEG)老化时间2h时所制备的纳米CuO使AP高  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
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纳米复合氧化铜和锡酸铅类燃烧催化剂的制备及性能

火炸药技术是世界各国竞相重点发展的国防科技关键技术之一,火炸药的燃烧是火炸药技术的核心。使用少量燃烧催化剂是调节火炸药的最佳途径。本论文主要研究了纳米燃烧催化剂的制备及其对黑索金的催化性能。首先用沉淀法制备了纳米氧化铅氧化铜复合物,优化了煅烧温度,得到最佳的制备工艺条件。接着制备了颗粒较小,分散性好的纳米氧化锡氧化铜复合物。以2,4-二羟基苯甲酸和硫酸铜为原料制备了纳米2,4-二羟基苯甲酸铜催化剂,探索了洗涤剂极性不同对产物的影响。以碳纳米管,2,4-二羟基苯甲酸和硝酸铜硝酸铅为原料制备了纳米2,4-二羟基苯甲酸铜铅/炭催化剂,并研究了其反应机理。以Pb(N03)2和SnCl4·5H20为原料,采用溶胶-共沉淀法制备了纳米锡酸铅催化剂,确立了最佳工艺条件,原料中Pb与Sn的摩尔比为1:1,反应温度为80℃,终点pH=8-9。产物通过X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),红外光谱(IR),热重分析(TG-DTA)等手段...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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铜基纳米燃烧催化剂的可控制备及催化性能研究

本文可控地制备了一系列铜基纳米燃烧催化剂,具体包括:一元纳米燃烧催化剂纳米CuO和纳米β-Cu(2,4-二羟基苯甲酸铜);二元纳米燃烧催化剂纳米CuCr2O4和纳米Cu-Cr复合金属氧化物(CuO/Cr2O3);三元纳米燃烧催化剂纳米Cu-Cr-Fe复合金属氧化物(CuO/Cr2O3/Fe2O3)和纳米Cu-Cr-Pb复合金属氧化物(CuO/Cr2O3/PbO),并研究了它们对AP(高氯酸铵)、AP/HTPB(端羟基聚丁二烯)复合推进剂和AP-CMDB(复合改性双基)推进剂的催化作用。研究内容如下:首先,基于南京理工大学国家特种超细粉体中心的HLG-5型纳米研磨机的“微力高效精确施加”的粉碎原理以及当选用合适的分散液体系时,真空冷冻干燥过程中产生的“内力撑开”和“外力撑开”的“膨胀撑离”防团聚原理,实现了一元、二元、三元铜基纳米燃烧催化剂的可控制备。得到了粒径分布均一、分散性良好的一元铜基纳米燃烧催化剂:纳米CuO(15nm)和...  (本文共225页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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纳米稀土氧化物的控制制备及其催化性能研究

由于稀土元素特殊的电子结构,稀土材料具有独特的性质,在许多催化领域有着广泛的应用,但是在复合固体推进剂燃烧催化方面的研究却很少。稀土材料的催化活性除与其电子结构有关外,还与其组成、尺寸、物相、分散性、比表面积和表面状态等有密切关系,因此,稀土催化材料的控制制备引起全世界范围内科学家的研究兴趣。本论文在纳米稀土氧化物的控制制备新方法及其催化固体推进剂燃烧性能方面的进行了一些有益的探索。在第二章中,首次以乙二醇为燃料采用溶液燃烧法一步合成了CeO_2基纳米晶,通过由相关热力学数据计算得到的溶液燃烧的绝热火焰温度研究了乙二醇和硝酸根摩尔比(EG/NO_3~-)对燃烧产物性质的影响。乙二醇无毒、廉价易得、燃烧反应缓和,在溶液燃烧法合成中具有一定的推广应用价值。为了解决溶液燃烧合成纳米粒子中普遍存在的团聚问题,提高产物比表面积,提出了一种快速制备高比表面氧化铈基纳米粉体的新方法——盐助溶液燃烧法(SSCS)。研究发现在传统溶液燃烧合成(C...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
华东师范大学

金属Foam/Fiber结构化Pd、Au催化剂制备及其催化燃烧和甲醇选择性催化氧化性能研究

催化反应是一个表/界面过程,但在反应器宏尺度下往往受限于催化剂床层内的流动与传递过程的制约,导致催化剂性能受到负面影响。结构化催化剂和反应器(Structured catalyst and reactors, SCRs)是一种成功的过程强化手段,能够显著优化固体催化剂床层的流体力学行为和提高催化剂床层内部的传质/传热性能,因而在多相催化领域的研究正在受到越来越多的关注,成为当前催化与化工交叉领域的热点和国际前沿。然而,目前多数研究主要限于涂层技术的规则2D空隙蜂窝陶瓷和微通道SCR的研究。具有三维(3D)非规则空隙结构的金属Foam/Fiber基体,在消除径向扩散限制、强化传热和涡流混合传质、规模化制备等方面显示出陶瓷和微通道难以企及的优势。涂层技术是规整载体实现催化功能化的主要传统手段,但却存在许多自身无法克服的缺点,比如涂层不均匀、粘结剂污染以及成本高、实施难度大等问题。更重要的是,金属的热膨胀系数较大,会导致涂层发生裂纹甚...  (本文共187页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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新型碳纳米管基复合燃烧催化剂的制备及其在固体推进剂中的应用

固体推进剂的发展趋势是进一步提高能量、提高或降低燃速、钝感和少烟或无烟化。添加纳米燃烧催化剂是提高固体推进剂燃速的有效方法之一,本文制备了新型碳纳米管基复合燃烧催化剂,研究了其对固体推进剂的热分解、燃速、压强指数的影响。纳米催化剂因具有优异的性能而被广泛研究。由于纳米粒子表面能高、易团聚而影响其优良特性,因此纳米催化剂在使用过程中保持良好的分散性是研究的关键。由于碳纳米管具有类石墨结构的管壁、纳米级孔道、大的比表面、良好的热学、电学性能以及高的机械强度,被认为是一种良好的催化剂载体,把纳米催化剂负载在碳纳米管上制得复合催化剂,可以使纳米粒子的分散问题得到改善,同时可促进反应进行时电子的转移,增加催化效果。首先,本文采用射流进样高温催化裂解法制备了超长定向碳纳米管,重点研究了炉温、氢气流量、氩气流量、催化剂浓度、噻吩含量、射流速度等条件对产物的影响,经过大量实验,得到最佳的制备超长定向碳纳米管的工艺条件为:炉温为1200℃、氢气流...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>