两种形貌纳米Fe2O3对TKX-50热分解的催化性能研究(英文)

作者：张明; 赵凤起^*; 杨燕京; 李辉; 张建侃; 马文喆; 高红旭; 李娜

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2020, 36(06): 41-46.

• Fe2O3
• 热分解
• TKX-50
• 形貌
• 催化

作为固体推进剂的重要组分,单质炸药有助于提升固体推进剂能量特性,且其热分解性能显著影响推进剂的燃烧特性。1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐(TKX-50)兼具高能和低感度(摩擦和冲击感度)的特性,在固体推进剂领域中具有较好的应用前景。纳米催化剂的添加可显著调节单质含能材料的热分解性能,进而影响推进剂的燃烧性能。而目前纳米级催化剂较少被用于TKX-50热分解的研究中,且未涉及催化剂形貌影响TKX-50热分解性能的相关研究。基于Fe2O3对TKX-50热分解较好的催化性能,通过溶剂热法合成了两种形貌(球形和管状)的纳米Fe2O3颗粒,并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等对其形貌、组成和结构进行表征。XRD、FTIR和XPS证实了Fe2O3的成功制备,SEM和TEM图显示球形Fe2O3样品由110 nm的Fe2O3颗粒团聚而成;管状Fe2O3表现出中空结构,平均直径为120 nm,长为200 nm。采用热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)研究了管状和球形Fe2O3对TKX-50热分解的催化性能,并通过等转化率法计算了热分解活化能。结果表明,两种形貌的Fe2O3均可有效促进TKX-50热分解,而管状Fe2O3的催化效果更佳,可显著降低TKX-50的分解峰温和活化能。管状Fe2O3更好的催化性能来自于其中空结构可提供更多的催化活性位点,有助于TKX-50的热分解。

• 单位
  西安近代化学研究所