多孔纳米CoFe2O4的制备及其对高氯酸铵的热分解催化性能

熊文慧　张文超　俞春培　沈瑞琪　程　佳　叶家海　秦志春

(南京理工大学化工学院，南京210094)



多孔纳米CoFe2O4的制备及其对高氯酸铵的热分解催化性能

熊文慧张文超*俞春培沈瑞琪程佳叶家海秦志春

(南京理工大学化工学院，南京210094)

采用胶晶模板法制备出具有三维多孔结构的纳米CoFe2O4。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N2吸附-脱附对样品的晶型和形貌结构等进行表征，采用差示扫描量热法(DSC)对比研究多孔纳米CoFe2O4和球形纳米CoFe2O4对高氯酸铵(AP)的热分解性能的影响，并考察这两种催化剂对AP催化热分解的动力学参数。结果显示，制备出的多孔纳米CoFe2O4样品具有典型的尖晶石结构，孔径约200 nm；比表面积明显高于40 nm球形CoFe2O4，达到55.646 m2·g－1。DSC测试结果表明：多孔纳米CoFe2O4的加入促进了AP的热分解，最高使AP的高温分解峰温降低91.46°C，能量释放最高达1120.88 J·g－1，是纯AP分解放热量的2.3倍；多孔纳米CoFe2O4具有较高的比表面积，能提高催化反应的接触面积，使AP的高温分解峰温度更低，反应活化能较小，从而表现出比球形纳米CoFe2O4更高的催化活性。此外，对多孔纳米CoFe2O4催化AP的热分解机理进行初步探索，纳米多孔催化剂对气态中间产物的作用促进了AP的热分解。

胶晶模板；多孔纳米CoFe2O4；高氯酸铵；热分解；催化

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1　引言

由于高氯酸铵(AP)具有较强的氧化特性，与固体推进剂组分有良好的相容性且受热分解能够产生大量的气体，而被应用于固体火箭推进剂中1,2。在AP系固体推进剂中，AP作为高能组分，一般占推进剂总质量的60%－90%，AP的活化能和热量释放等性质对推进剂的燃烧性能有重要影响3－5。……