硝化石墨烯制备及对高氯酸铵热分解的催化作用

摘要

为提高石墨烯在含能材料中的释能和催化效果,采用Hummers法制备氧化石墨,进一步硝化生成硝化石墨烯(NGO).使用扫描电镜、X射线光电子能谱、有机元素分析仪、傅里叶变换红外光谱分析和热重-非等温量热分析对制备样品进行结构和性能分析,并通过定容燃烧实验测试NGO在含能体系中的燃烧情况.实验结果表明:作为一种新型含能催化剂,所制备的NGO为片层堆叠状,表面有褶皱;在氧化石墨烯部分含氧官能团位点处悬挂硝酸酯基和硝基,氮含量为8％;NGO分解焓约为659 J/g,热分解总失重为47％;在高氯酸铵(AP)中加入5％ NGO,AP各分解步骤峰温均提前,且低温分解活化能由112.6 kJ/mol降至99.4 kJ/mol,临界热爆炸温度由431℃降至366℃;NGO的加入使AP包覆铝体系的反应热值提高约13％,峰压提高约56％.