碳納米管基復(fù)合粒子的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文從碳納米管的制備、純化到復(fù)合粒子的制備與性能表征及其對高氯酸銨熱分解的催化效果和作用機(jī)理進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，并得到了一些具有一定創(chuàng)新性的結(jié)果。 首先，以工業(yè)級焦化苯和二茂鐵為原料，采用催化熱解法制備出了碳納米管，并用硝酸和硫酸的混酸對其進(jìn)行了純化處理，用TEM、SEM、XRD、Raman、TG-DTA、BET、IR等手段對純化前后的碳納米管進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和形貌表征。結(jié)果表明：爐膛反應(yīng)溫度1170℃、二茂鐵的分解溫度150℃、苯

2、的揮發(fā)溫度50℃、氫氣的流量270ml／min、噻吩體積分?jǐn)?shù)1.00／100ml苯、反應(yīng)時間20min時，可以得到碳納米管，既有單壁管又有多壁管，單壁管的內(nèi)徑分布在0.88～1.15nm之間，多壁管的直徑分布在40～120nm之間；純化后的碳納米管比表面積增加，管壁光滑，而且產(chǎn)生了大量的含氧官能團(tuán)，有利于在水溶液中的分散。 其次，采用溶劑蒸發(fā)法制備了碳納米管／端羥基聚丁二烯（CNTs／HTPB）復(fù)合粒子，使用TG研究了復(fù)合粒子中

3、HTPB的含量，并用DTA研究了CNTs／HTPB復(fù)合粒子對高氯酸銨（AP）熱分解性能的影響。結(jié)果表明CNTs／HTPB復(fù)合粒子對AP的熱分解表現(xiàn)出較好的催化效果，CNTs／HTPB復(fù)合粒子使AP的高溫分解峰溫降低111.9℃，與單一CNTs相比，表觀分解熱增加277.68J／g。 采用液相氧化還原法分別制備了CNTs／Ni、CNTs／Cu復(fù)合粒子，通過液相氧化還原法、溶膠—凝膠法、絡(luò)合沉淀法、液相共沉淀法分別制備了CNTs／T

4、MO、CNTs／Y<,2>O<,3>復(fù)合粒子；用XRD、TEM、SEM、EDS、XPS、FTIR分別對復(fù)合粒子的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸、形貌、化學(xué)組成等方面進(jìn)行了分析表征，并研究了這些復(fù)合粒子對AP熱分解的催化性能。結(jié)果表明；CNTs／Cu、CNTs／Ni、CNTs／Fe<,2>O<,3>、CNTs／MnO<,2>、CNTs／CuO、CNTs／Y<,2>O<,3>復(fù)合粒子使AP的高溫分解峰溫分別降低126.3℃、136.94℃、88℃、16