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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 燃烧催化剂的分类和特性4

1.2.1 金属氧化物、金属复合氧化物和无机金属盐5

1.2.2 金属有机化合物燃烧催化剂5

1.2.3 含能燃烧催化剂6

1.2.4 碳材料燃烧催化剂7

1.2.5 纳米金属粉、纳米复合金属粉和功能化纳米金属粉9

1.3 燃烧催化剂某些宏观参量的表征9

1.3.1 催化剂的表面积和密度9

1.3.2 颗粒大小及其分布14

1.3.3 燃烧催化剂热行为分析方法17

1.3.4 催化剂的催化作用评价22

1.4 燃烧催化剂研究新进展22

1.4.1 纳米燃烧催化剂23

1.4.2 含能燃烧催化剂27

1.4.3 双金属燃烧催化剂31

1.4.4 发展展望32

参考文献33

第2章 含单金属的新型燃烧催化剂36

2.1 含金属铅的燃烧催化剂36

2.1.1 2，2＇，4，4＇-四羟基二苯甲酮铅（Ⅱ）配合物（TPL）37

2.1.2 2，2＇，3，4，4＇-五羟基二苯甲酮铅（Ⅱ）配合物（PPL）43

2.1.3 2，3，3＇，4，4＇，5＇-六羟基二苯甲酮铅（Ⅱ）配合物（HPL）49

2.2 含金属铋的燃烧催化剂53

2.2.1 铋化合物燃烧催化剂研究概况53

2.2.2 次没食子酸铋（s-Gal-Bi）合成及表征56

2.2.3 柠檬酸铋（Cit-Bi）合成及表征58

2.2.4 苦味酸铋（PA-Bi）合成及表征59

2.2.5 2，4-二羟基苯甲酸铋（β-Bi）合成及表征60

2.2.6 2，2＇，4，4＇-四羟基二苯甲酮铋（Ⅲ）配合物（TPB）合成及表征61

2.2.7 2，2＇，3，4，4＇-五羟基二苯甲酮铋（Ⅲ）配合物（PPB）合成及表征63

2.2.8 2，3，3＇，4，4＇，5＇-六羟基二苯甲酮铋（Ⅲ）配合物（HPB）合成及表征65

2.3 含金属铜的燃烧催化剂67

2.3.1 铜化合物燃烧催化剂研究概况68

2.3.2 2，2＇，4，4＇-四羟基二苯甲酮铜（Ⅱ）配合物（TPC）合成及表征69

2.3.3 2，2＇，3，4，4＇-五羟基二苯甲酮铜（Ⅱ）配合物（PPC）合成及表征72

2.3.4 2，3，3＇，4，4＇，5＇-六羟基二苯甲酮铜（Ⅱ）配合物（HPC）合成及表征76

2.4 含金属铁的燃烧催化剂78

2.4.1 金属铁催化剂存在的问题78

2.4.2 二茂铁类衍生物的研究78

2.5 过渡金属氧化物燃烧催化剂83

2.6 稀土金属化合物燃烧催化剂85

2.6.1 稀土的正常价态化合物85

2.6.2 稀土非正常价化合物87

2.6.3 稀土催化剂的设计选择87

2.6.4 稀土催化剂的合成88

2.7 催化剂的应用及其作用效果90

2.7.1 二苯甲酮金属配合物对CMDB推进剂燃烧性能的影响90

2.7.2 铋化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响104

2.7.3 铜化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响115

2.7.4 二茂铁类燃烧催化剂对富燃料推进剂燃烧性能的影响120

2.7.5 过渡金属氧化物（TMO）燃烧催化剂对富燃料推进剂燃烧性能的影响124

参考文献127

第3章 双金属有机化合物燃烧催化剂130

3.1 含铋双金属有机化合物燃烧催化剂130

3.1.1 没食子酸铋铜（Gal-BiCu）金属化合物制备及表征131

3.1.2 其他没食子酸铋基双金属化合物制备及表征132

3.2 含锆双金属有机化合物燃烧催化剂134

3.2.1 没食子酸锆基双金属化合物135

3.2.2 酒石酸锆基双金属化合物138

3.2.3 3，4-二羟基苯甲酸锆基双金属化合物141

3.2.4 柠嗪酸锆基双金属化合物144

3.3 含铋双金属有机化合物燃烧催化剂的应用及作用效果147

3.3.1 试样组成及制备147

3.3.2 对双基推进剂燃烧性能的影响149

3.3.3 对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响153

3.4 含锆双金属有机化合物燃烧催化剂的应用及作用效果157

3.4.1 没食子酸锆基双金属化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响157

3.4.2 酒石酸锆基双金属化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响164

3.4.3 3，4-二羟基苯甲酸锆基双金属化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响167

3.4.4 柠嗪酸锆基双金属化合物对双基系推进剂燃烧性能的影响170

参考文献174

第4章 纳米燃烧催化剂177

4.1 纳米金属氧化物（一元）催化剂177

4.1.1 制备原理177

4.1.2 制备过程179

4.2 纳米金属氧化物复合物（二元）催化剂184

4.2.1 制备原理184

4.2.2 制备过程185

4.3 超级铝热剂型燃烧催化剂189

4.3.1 制备原理190

4.3.2 制备过程191

4.4 纳米有机金属盐（配合物）催化剂215

4.4.1 制备原理215

4.4.2 制备过程216

4.5 纳米燃烧催化剂的应用及其作用效果257

4.5.1 纳米金属氧化物（一元）催化剂257

4.5.2 纳米金属氧化物复合物（二元）催化剂259

4.5.3 超级铝热剂型燃烧催化剂263

4.5.4 纳米有机金属盐（配合物）催化剂274

参考文献295

第5章 轻质碳材料负载型燃烧催化剂299

5.1 碳纳米管负载型催化剂299

5.1.1 制备原理300

5.1.2 制备过程300

5.2 石墨烯负载型催化剂332

5.2.1 制备原理333

5.2.2 制备过程334

5.3 轻质碳材料负载型燃烧催化剂的应用及其作用效果361

5.3.1 碳纳米管负载型催化剂361

5.3.2 石墨烯负载型催化剂363

参考文献366

第6章 含能燃烧催化剂369

6.1 3-硝基-1，2，4-三唑酮类催化剂369

6.1.1 3-硝基-1，2，4-三唑酮碱金属化合物369

6.1.2 3-硝基-1，2，4-三唑酮过渡金属化合物制备370

6.1.3 NTO金属化合物的晶体结构371

6.2 吡啶类含能催化剂372

6.2.1 2-羟基-3，5-二硝基吡啶（2DNP）金属化合物372

6.2.2 4-羟基-3，5-二硝基吡啶（4DNP）金属化合物382

6.2.3 4-羟基-3，5-二硝基吡啶氮氧化物（4HDNPO）金属化合物392

6.3 二唑或三唑类含能催化剂403

6.3.1 4-氨基-3，5-二硝基吡唑（LLM-116）金属化合物403

6.3.2 2，4-二硝基咪唑金属化合物411

6.3.3 4-氨基-1，2，4-三唑铜配合物（4ATZCu）合成及表征421

6.4 四唑类含能催化剂423

6.4.1 5-苯基四唑金属化合物423

6.4.2 5-亚甲基二四唑金属化合物424

6.5 硝基苯类含能催化剂425

6.5.1 4，6-二硝基苯并氧化呋咱金属化合物425

6.5.2 5-（2，4-二硝基苯胺基）-水杨酸铅化合物426

6.5.3 2，4，6-三硝基苯胺基对苯甲酸（TABA）金属化合物427

6.5.4 N-二乙酸基-2，4-二硝基苯金属化合物429

6.6 蒽醌类含能燃烧催化剂431

6.7 含能燃烧催化剂的应用及作用效果434

6.7.1 试样组成及制备434

6.7.2 含能金属化合物催化剂对双基推进剂燃烧性能的影响435

6.7.3 含能金属化合物催化剂对RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响438

参考文献442

第7章 有关双基系推进剂的催化燃烧机理445

7.1 引言445

7.2 凝聚相主导催化机理445

7.2.1 光化学反应机理445

7.2.2 含碳物质-热亮球作用机理446

7.2.3 螯合物形成机理447

7.2.4 催化燃烧的碳骨架产生和消失机理448

7.3 气相主导催化机理449

7.3.1 Pb-PbO循环催化机理449

7.3.2 铅-碳催化作用机理450

7.3.3 π键络合机理451

7.3.4 亚硝酸盐形成机理452

7.3.5 铜盐活性组分的气相催化机理453

7.4 凝聚相-气相协同催化机理455

7.4.1 自由基输运机理455

7.4.2 氧化铅活性组分与碳载体催化作用机理455

7.4.3 化学当量转移机理457

7.4.4 铅-铜-炭复合催化剂协同作用机理457

7.4.5 铅-铜-炭自由基催化机理460

参考文献464

第8章 有关复合推进剂的催化燃烧机理466

8.1 概述466

8.2 高氯酸铵的催化热分解机理467

8.2.1 过渡金属氧化物催化剂468

8.2.2 其他金属氧化物催化剂470

8.2.3 离子催化剂471

8.2.4 高氯酸铵分解的抑制剂473

8.3 催化剂对AP复合推进剂的催化作用475

8.3.1 对AP的热分解特性的催化作用475

8.3.2 催化的AP复合推进剂482

8.3.3 催化的AP-GAP推进剂487

8.3.4 催化的AP-AMMO推进剂490

8.4 催化剂对硝酸铵（AN）复合推进剂的催化作用495

8.4.1 推进剂配方设计及制备496

8.4.2 硝酸铵的热分解497

8.4.3 金属氧化物（MO）催化硝酸铵分解的作用机理498

8.4.4 催化的AN-GAP推进剂燃烧特性500

8.5 燃烧催化剂在复合推进剂燃烧中的作用机理503

8.5.1 气相催化理论506

8.5.2 界面非均相催化理论507

8.5.3 多气道多相催化燃烧理论510

参考文献517