Page 13 - 《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 873
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子从 ClO 转移至 NH 是低温分解过程的控制步骤， 合催化剂。高温作用下，C 层完整致密且高度石墨化，
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而电子转移至 O 形成 O 为高温分解过程的控制步 防 止 了 金 属 Ni 颗 粒 的 氧 化 ，有 效 保 持 了 催 化 剂 的
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骤；此外，低温分解过程产生的吸附在 AP 表面的 NH 3 活性。
和 HClO 将会阻止 AP 的进一步分解，因而，加速热分 （2）与单一催化剂 C 与 Ni NPs 相比，Ni@C 纳米棒
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解过程中的电子转移与脱吸附过程将有利于加快 AP 在 AP 的热分解过程中发挥了复合材料的协同作用，表
的热分解 ［18-22］ 。Ni@C 纳米棒对 AP 的低温分解过程 现 出 比 单 一 催 化 剂 更 优 异 的 催 化 性 能 ，其 中
催化作用较弱而对高温分解过程催化作用明显，这与 Ni@C‐1000 纳米棒催化性能最佳，使 AP 的高温分解
文献报道一致 ［15，19］ 。尽管 Ni@C 纳米棒具有高石墨化 峰峰温降低了 99.6 ℃，表观分解热提高了 72.50%，反
的 C 层，能够促进电子转移，然而低温分解过程同时受 应活化能降低了 24.6%，在 AP 基固体推进剂中存在良
NH 和 HClO 脱吸附过程限制，未反应的 NH 和 HC‐ 好的应用前景。
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lO 阻碍了 AP 的低温分解过程。高温分解过程，NH 3 参考文献：
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和 HClO 受热脱吸附，Ni@C 纳米棒存在较大的比表 ［1］ 汪营磊，赵凤起，仪建华 . 固体火箭推进剂用燃烧催化剂研究新
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面积和孔体积，存在较多的催化活性位点；此外，介孔 进展［J］. 火炸药学报，2012，35（5）：1-8.
WANG Ying‐lei，ZHAO Feng‐qi，YI Jian‐hua. New progress of
结构可吸附富集从 AP 表面脱吸附的 NH 和 HClO 气 study on combustion catalysts used for solid rocket propellants
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体并限制其反应空间；同时，C 层具有高导电性，加速 ［J］. Chinese Journal of Explosives & Propellants，2012，35
（5）：1-8.
电子转移至金属 Ni 表面，Ni 原子的 3d 轨道存在空穴， ［2］ Luo X，Wang M，Yang D，et al. Hydrothermal synthesis of
可接收外界电子，进一步加速了 AP 的分解过程。因 morphology controllable Cu 2 O and their catalysis in thermal
decomposition of ammonium perchlorate［J］. Journal of Indus⁃
此，得益于 Ni@C 纳米棒的多孔结构、高石墨化的 C 层
trial and Engineering Chemistry，2015，32：313-318.
以及高活性的金属 Ni，加速了 AP 分解过程中的电子 ［3］ Tan L，Xu J，Zhang X，et al. Synthesis of g‐C 3 N 4 /CeO 2 nano‐
转移过程，促进 AP 的热分解，表现出更加优异的催化 composites with improved catalytic activity on the thermal de‐
composition of ammonium perchlorate［J］. Applied Surface
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（1）以 Ni‐MOF 为前驱体，通过高温煅烧得到以金
CuO nano particles as catalysts for ammonium perchlorate
属 Ni 为核、C 层为壳的核壳结构介孔 Ni@C 纳米棒复 thermal decomposition［J］. Propellants，Explosives，Pyrotech⁃
CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 10 期 （867-874）
