Page 11 - 《含能材料》优秀论文（2019年）
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多 孔 核 壳 结 构 Ni@C 纳 米 棒 的 制 备 及 其 对 高 氯 酸 铵 热 分 解 催 化 性 能 的 影 响                                    871

                表 1 为 Ni‐MOF 和不同煅烧温度下 Ni@C 纳米棒                  相 比 ，Ni@C‐800 对 AP 的 LTD 过 程 无 明 显 影 响 ，而
            的比表面积、孔体积及孔径的测试结果。从表 1 中可                           Ni@C‐900 和 Ni@C‐1000 使 得 LTD 过 程 的 放 热 峰 几
            以看出，Ni‐MOF 具有较大的比表面积，而 Ni@C 纳米                      乎消失，与 HTD 过程放热峰相融合，使 AP 的放热过程
            棒在经过高温煅烧后比表面积减少，但与之前报道的                             更加集中。对于 HTD 过程，Ni@C‐800、Ni@C‐900 和
            AP 催化剂相比     ［19-22］ ，仍具有较大的比表面积；同时，随               Ni@C‐1000 分别使放热峰温提前了 78.3，87.4 ℃和
            着煅烧温度的增加，Ni@C 纳米棒的孔体积逐渐增大，                          99.6 ℃，可以发现，随着煅烧温度的增加，Ni@C 纳米
            平均孔径逐渐减小，这可能是由于随着温度的升高，                             棒的对 AP 的催化效果逐渐增加。结合前文的 HRTEM
            Ni‐MOF 分解更加完全，形变更加严重所导致的                    ［24］ 。  和拉曼图谱分析可知，随煅烧温度的升高，Ni@C 纳米
            较大的比表面积与孔体积更加有利于吸附 AP 热分解                           棒中 C 层的石墨化程度不断增加，即增加了 C 层的导
            过程中产生的气态产物，缩短催化剂与中间产物的作                             电性，这更有利于 AP 热分解过程的电荷转移，从而加
            用时间，最终加速 AP 的热分解。                                   快了 AP 的热分解过程。

            表 1  Ni‐MOF 和不同煅烧温度下 Ni@C 纳米棒的氮气吸附‐脱
            吸附测试结果
            Table 1  Nitrogen adsorption‐desorption test results of
            Ni‐MOF and Ni@C nanorods at different calcination tempera‐
            tures.
                                                 average pore
            sample         S BET       V pore
                             2
                                          3
                           / m ·g -1   / cm ·g -1  diameter / nm
            Ni‐MOF         216.3       0.12      4.3
            Ni@C‐800       143.5       0.34      3.2
            Ni@C‐900       123.8       0.55      2.9
                                                                  a.  DSC curves of pure AP and AP mixed with Ni NP，C
            Ni@C‐1000      105.6       0.59      2.6
                                                                                  and Ni@C‐800.
            Note： S BET is the specific surface area calculated by the Brunauer‐Emmett‐
                 Teller model，V pore is the total pore volume.
            3.3  Ni@C 纳米棒对 AP 热分解性能的影响
                Ni@C‐800 纳 米 棒 复 合 催 化 剂 与 单 一 催 化 剂 Ni
            NPs 和 C 对 AP 热分解性能的影响的 DSC 曲线如图 6a
            所 示 。 由 图 6a 可 知 ，纯 AP 的 受 热 分 解 分 为 三 个 过
            程 ［26］ ：①晶型转变过程，对应图中在 245.0 ℃左右的吸
            热峰，AP 由斜方晶系转变为立方晶系；②低温分解过
            程（LTD），对应图中 280~330 ℃的放热峰，其低温分
                                                                 b.  DSC curves of pure AP and AP mixed with Ni@C‐800，
            解峰峰温为 310.5 ℃；③高温分解过程（HTD），对应图
                                                                              Ni@C‐900 and Ni@C‐1000
            中 400~450 ℃ 的 放 热 峰 ，其 高 温 分 解 峰 峰 温 为
                                                                图 6  纯 AP 及不同 AP 混合物的 DSC 曲线
            423.4 ℃。在同样的测试条件下，Ni@C 纳米棒复合催
                                                                Fig.6  DSC curves of pure AP and different AP mixtures
            化剂与单一催化剂 Ni NPs 和 C 对 AP 的晶型转变过程
                                                                                                             -1
            和 LTD 过程无明显影响，但对其 HTD 过程有明显催化                           表 2 是纯 AP 和不同 AP 混合物在 10 ℃·min 的
            作 用 。 与 纯 AP 的 热 分 解 过 程 相 比 较 ，单 一 催 化 剂           DSC 测试结果，包括 LTD 过程峰温（T ）、HTD 过程峰
                                                                                                  L
            Ni NPs 和 C 使 AP 的 HTD 峰温分别提前了 65.1 ℃和               温（T ）、表观分解热（H）、表观分解热增加量（ΔH）和
                                                                     H
            71.1 ℃ ，而 Ni@C 纳 米 棒 使 AP 的 HTD 峰 温 提 前             增长率（GR）。由表 2 可知，纯 AP 的表观分解热仅为
                                                                         -1
            78.3 ℃，发挥了复合材料的协同作用，表现出比单一                          825.4 J·g ，单一催化剂 Ni NPs 和 C 使 AP 的表观分解
                                                                                              -1
                                                                                  −1
            催化剂更好的催化效果。                                         热增加了 170.0 J·g 和 187.1 J·g ，增长率为 20.60%
                不同煅烧温度下 Ni@C 纳米棒对 AP 热分解性能                      和 22.67%，而 Ni@C‐800、Ni@C‐900 和 Ni@C‐1000
                                                                                                             -1
            影响的 DSC 曲线如图 6b 所示。由图 6b 可知与纯 AP                    分别使 AP 的表观分解热增加了 311.0，448.9 J·g 和

            CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS              含能材料               2019 年  第 27 卷  第 10 期 （867-874）
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