硝酸羟胺基推进剂的催化分解研究

摘要

单组元推进剂作为高能量液体化合物被广泛应用于推进器和气体发生器中。肼是使用最为广泛的常规单组元推进剂，但是由于肼的高挥发性和高毒性导致它的存储和处置的费用很高，因此人们迫切渴望能够寻找一种低毒性的推进剂用于肼的替代物。 硝酸羟胺(HAN)被认为是一种理想的肼的替代物，它的优点是密度高，比冲高，凝固点低并且毒性低。制约硝酸羟胺应用于推力发动机的关键因素是必须找到在较低温度下能够实现其分解并在高温富氧的气流环境下能够保持活性的高活性催化剂。 Kappenstein研究小组在之前的文章中报道了一种将Pt担载在用Si改性氧化铝载体上的催化剂，该催化剂在低温环境下显示了良好的活性。然而，对于添加了燃料(甘氨酸，硝酸三乙醇胺等)的硝酸羟胺基推进剂来说，室温下的点火至今未能实现。 本文采用开杯试验，热分析法对不同载体制备的贵金属催化剂进行了筛选，并在间歇式反应器中对催化剂进行了评价。采用了XRD，TEM，XPS，H2-chemisorption等手段对催化剂进行了表征。 在被考察的催化剂中Ir/SiO2是活性最高的催化剂，能够在室温条件下完成HAN80的分解，而Ir/Al2O3催化剂则必须预热至80℃，显示了载体的重要性。同时，在连续进样反应20次后Ir/SiO2催化剂仍然保持了高活性。然而可能是由于甘氨酸在催化剂表面的吸附占位的原因，在室温下没有催化剂能够实现HANGLY26的直接分解。有趣的是当用硝酸对催化剂进行预处理后，催化剂的活性得到了极大提高并首次实现了HANGLY26的室温点火，但点火延迟较HAN80分解略长。这是一种获取更高活性催化剂的新方法。

目录

文摘

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引言

第一章文献综述

第二章实验方法和仪器

第三章HAN基推进剂分解用催化剂的热分析筛选

第四章开杯实验

第五章Ir基催化剂的间歇式反应器性能评价

第六章Ir基催化剂结构表征

结论

参考文献

作者简历及发表文章

致谢