一种铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115770579A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211428605.1B01J23/889(2006.01)(22)申请日2022.11.15B01J35/02(2006.01)(71)申请人西安近代化学研究所地址710065陕西省西安市雁塔区丈八东路168号(72)发明人曲文刚牛诗尧赵凤起付青山肖立柏高红旭王瑛陈雪莉(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216专利代理师赵中霞(51)Int.Cl.B01J23/847(2006.01)C06B23/00(2006.01)C06D5/00(2006.01)B01J23/86(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂及其制备方法，利用化学氧化法制备CuO纳米线，双金属的引入以及Cu的非晶化是通过在反应溶液中引入另一种过渡金属前驱体利用电化学活化法实现的。本发明所构建的非晶金属氧化物纳米材料中原子的空间排列缺乏长程的有序拓扑结构，可视为短程有序结构(类似于原子团簇)彼此之间随机连接构成的原子结构，其表面具有高密度的配位不饱和位点与缺陷，有助于催化活性的提高，实现了对高氯酸铵等典型含能分子的高效催化分解。CN115770579ACN115770579A权利要求书1/1页1.一种铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，CuO纳米线前驱体的制备：利用化学氧化法制备生长在泡沫铜基底上的Cu(OH)2纳米线：该化学氧化法的原料包括NaOH溶液、(NH4)2S2O8溶液和水；将上述原料混合并在其中加入一片泡沫铜，静置15分钟即得到负载在泡沫铜上的Cu(OH)2纳米线；将Cu(OH)2纳米线在氩气中退火两小时，得到CuO纳米线前驱体；步骤2，电化学活化法制备铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂：将步骤1中所制备的CuO纳米线置于KOH电解液中，加入过渡金属前驱体溶液并进行LSV扫描至LSV曲线重合并且无铜氧化物的还原峰，即可得到铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂。2.如权利要求1所述的铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，化学氧化法的原料用量比为：8mLNaOH溶液：4mL(NH4)2S2O8溶液：18mL水，NaOH溶液的浓度为10M，(NH4)2S2O8溶液的浓度为1M。3.如权利要求1所述的铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，氩气中退火温度为100～180℃。4.如权利要求1所述的铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，过渡金属前驱体为KVO3、K2Cr2O7和KMnO4中的一种，浓度为0.1～0.3mM。5.如权利要求1所述的铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，LSV扫描的电压范围为0.075到‑0.7V。6.一种铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂，其特征在于，采用权利要求1至5任一权利要求所述的铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂的制备方法制备得到。2CN115770579A说明书1/4页一种铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于固体推进剂领域，涉及燃烧催化剂，具体涉及一种过铜基双金属非晶纳米燃烧催化剂及其制备方法。背景技术[0002]推进剂的燃烧性能对火箭发动机的弹道性能有着重要影响。燃速的高低决定火箭发动机的工作时长和飞行速度，燃速受外界条件(温度与压力)影响的大小直接影响着发动机工作性能的稳定性。因此控制和调节火箭推进剂的燃烧性能对满足各类火炮、火箭发动机以及火箭武器的性能需求是十分重要的。燃烧催化剂是调节与改善推进剂燃烧性能最常用的方法，可实现在较宽压力范围内对推进剂的燃速及燃速压力指数进行可控调节。[0003]然而，随着固体火箭推进剂进一步向着高能、燃气清洁以及燃烧可控的方向发展，现有的燃烧催化剂研究体系已逐渐难以满足需求，亟需发展新的具有高活性、高选择性燃烧催化材料。[0004]在催化分解反应中，反应物分子首先通过浓差扩散至催化剂的表面，然后反应物分子被吸附在催化剂表面活性位点处并发生重构、化学键的断裂、中间产物的生成以及反应产物分子的形成，最后反应产物从催化剂材料表面脱附，并暴露催化剂表面的活性位点。因此，催化过程可谓之为表界面敏感的反应过程。故而，在原子精度下精细地调节催化剂的表界面原子结构可以改善催化剂表面原子的电子状态，从而提高催化剂的催化性能。[0005]非晶结构是一种特殊的原子排列方式，与晶体材料相比，非晶纳米材料中原子的空间排列不呈现周期性和平移对称性。非晶结构的原子在几个原子直径的区