《一些有氣相產生的固-固熱分解催化反應機理研究》是依託南京理工大學，由江曉紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：一些有氣相產生的固-固熱分解催化反應機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：江曉紅
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目從比較固-固催化與固-氣、固-液催化的各自特點著手，認為固-固催化發生在固-固接觸點，而有限的接觸點不能充分解釋催化劑的高活性，因此必有其它重要的催化機制有待揭示。本項目以高氯酸銨（AP）和纖維素硝酸酯（NC）的催化熱分解反應為研究對象，從反應底物及催化劑本身在反應中發生的變化這兩個方面進行研究。在反應底物方面利用熱分析-質譜和熱分析-紅外聯用技術，研究熱分解反應速率、反應熱以及氣相產物組成，評價催化劑效率，揭示催化劑對一系列平行反應的選擇性，計算反應熱。在催化劑本身方面，用反應突然中止法取得不同溫度段的反應殘渣，用掃描電鏡、X-射線衍射、X-射線光電子能譜、拉曼光譜、固體核磁等方法對殘渣進行準實時狀態分析，取得催化劑的自分散和活性原子簇的原位催化等方面的信息，從而揭示一些固-固催化反應的機理。本研究的成果有助於澄清一些有關納米催化的概念及本質的認識。
結題摘要
本項目以高氯酸銨（AP）和纖維素硝酸酯（NC）及太根發射藥的催化熱分解反應為研究對象，從反應底物及催化劑本身在反應中發生的變化這兩個方面進行研究。首先，製備了各類催化劑，包括金屬納米粒子、氧化物及其草酸鹽等，選擇對AP、NC和太根發射藥分別起催化作用的物質，用“反應突然中止法”取得不同溫度段的反應殘渣，用掃描電鏡、X–射線衍射、X–射線光電子能譜、拉曼光譜、固體核磁等方法對殘渣進行“準實時”狀態分析，取得催化劑的自分散和活性原子簇的“原位催化”等方面的信息；其次，在反應底物方面利用熱分析–質譜和熱分析–紅外聯用技術，研究熱分解反應速率、反應熱以及氣相產物組成，評價催化劑效率，揭示催化劑對一系列平行反應的選擇性，計算反應熱。因此，本項目的研究成果揭示出了一些固-固催化反應的機理，澄清一些有關納米催化的概念及本質的認識。 此外，液相法製備過渡金屬或過渡金屬氧化物套用於催化AP的熱分解已被廣泛研究，但用磁控濺射法等物理氣相沉積方法製備過渡金屬及氧化物薄膜，並將其套用於AP熱分解反應的研究還幾乎未見報導。因此，本項目中以99.99%高純無氧銅為靶材，採用磁控濺射法製備銅薄膜，隨後對其進行氧化處理得到銅氧化物薄膜。將製備的銅及其氧化物薄膜以一定比例添加到AP中，分析不同含量、不同製備條件及不同成分的銅及氧化物薄膜對高氯酸銨熱分解性能的影響，其催化效果及機理明顯不同於液相法製備的同類材料。該研究方向有待繼續。 項目研究成果共發表文章13篇，申請專利2項。培養博士研究生2人，碩士研究生4人。另有2名博士生和2名碩士生在讀。
