[發明專利]一種FeCo2O4材料在高氯酸銨熱分解催化中的應用

有效

• 申請號: 201811347280.8
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109529842B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 肖雪春;王毓德;楊悅
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J37/08;B01J35/10;B82Y30/00;B82Y40/00;C06B23/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開了一種FeCo₂O₄材料在高氯酸銨熱分解催化的應用，所述FeCo₂O₄材料的制備方法為：將硝酸鈷、硝酸鐵和尿素溶于水中，待完全溶解后，緩慢加入軟模板劑、乙二醇和乙醇的混合溶液，然后一起轉移至高壓反應釜中，在180℃～210℃下保溫3h，然后冷卻至室溫，再離心、洗滌并干燥過夜，最后將干燥后的樣品以3～5℃/min的升溫速率升到250～300℃下退火3h，得到高氯酸銨熱分解催化材料，即納米多孔結構的FeCo₂O₄。本發明通過優化工藝路線，降低成本，提供了一種簡單、實用的方法制備納米多級孔FeCo₂O₄材料，且制備的納米多級孔FeCo₂O₄材料對AP具有良好的催化性能，在本領域具有重要科學價值和發展前景。

技術領域

本發明涉及無機材料領域，更具體的說是涉及一種FeCo₂O₄材料在高氯酸銨熱分解催化中的應用。

背景技術

復合固體推進劑因廣泛應用于大型太空飛行器、戰術導彈、氣囊的燃氣發生器等領域而被研究者關注。高氯酸銨(AP)作為固體推進劑的主要高能成分，占復合推進劑總量的60～90％。因此，AP的熱分解對固體推進劑的燃燒速率和燃燒特性都有非常大的影響。降低AP的分解溫度和提高其分解過程的釋放熱量，將大大縮短固體推進劑的點火延遲時間和提高推進劑的燃燒速率。國內外學者對AP的熱分解進行了大量的研究，結果表明，加入少量的金屬催化劑可以降低 AP的熱分解溫度，特別是高溫分解溫度，提高了AP的表觀分解熱。目前研究比較多的催化材料是過渡金屬氧化物，如Fe₂O₃、CuO、MnO₂、Cr₂O₃和Mn₃O₄等，這些催化材料資源豐富、成本低廉，少量加入即可大大降低高氯酸銨的分解溫度，反應速率、壓強指數等都可得到明顯的改善。隨著高氯酸銨熱分解對催化劑的高催化性能和低成本的要求，催化劑逐漸向著多元復合催化材料的方向發展。而熱催化材料的催化性能不僅受成分的影響，同時在很大程度上也決定于其微觀結構特征，如材料的晶粒結構、形貌特征和比表面積等。

多孔結構由于具有高的比表面積、高吸附性、高孔隙率、低密度、高的透過性等顯著優點，已被廣泛應用作超級電容器的電極材料、鋰離子電池的電極材料、氣敏材料、光催化材料等，使其性能大大提高。

有鑒于此，如何制備一種多孔結構、性能好的高氯酸銨熱催化材料成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明通過優化工藝路線，降低成本，提供了一種簡單、實用的方法制備納米多級孔FeCo₂O₄材料，在本領域具有重要科學價值和發展前景。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明采用PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物為軟模板劑，以硝酸鐵為無機原料來制備納米多孔FeCo₂O₄材料。

具體的，在磁力攪拌作用下，將硝酸鈷、硝酸鐵和尿素溶于水中，待完全溶解后，緩慢加入軟模板劑、乙二醇和乙醇的混合溶液，然后一起轉移至高壓反應釜中，在180～210℃下保溫3h，然后冷卻至室溫，再離心、洗滌并干燥過夜，最后將干燥后的樣品以3～5℃/min的升溫速率升到250～300℃下退火3h，得到高氯酸銨熱分解催化材料，即納米多孔結構的FeCo₂O₄。

優選的，所述硝酸鈷、硝酸鐵和尿素的摩爾比為1.9～2.1：1：17～19。

優選的，所述軟模板劑為F127、P123等PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物。