蝶翅狀納米TiO2的制備及其對AP 熱分解的催化性能

周婷婷，蔡福林，伍 波，段曉惠

（西南科技大學 環境友好能源材料國家重點實驗室，四川 綿陽 621010）

1 引言

高氯酸銨（AP）是復合固體火箭推進劑中最常用的氧化劑，其熱分解性能一直都是研究的熱點，因為它直接影響推進劑的燃燒性能［1-2］。高溫分解（HTD）峰溫、放熱量和反應活化能是評估AP 熱分解性能的重要參數［3-4］。降低分解溫度和提高放熱量是AP型復合固體推進劑的永久目標。為了達到這個目標，已開發多種催化劑來提高AP 的熱分解效率，包括金屬［5-6］、金屬氧化物（TMOs）［7-9］、復合金屬氧化物［10-11］、復合催化劑［12-13］等。TiO2由于其高氧化效率、安全無毒、高光穩定性、化學惰性以及價格低廉等特性，是目前常用催化劑之一［14］。在其三種晶型中，銳鈦礦型具有更好的催化效果［15-16］。

顆粒的納米化可使催化劑具有更高的比表面積和表面活性，大大改善催化性能，因此納米TMOs 催化劑的研究引起了廣泛關注［7-8］，但隨之而來的問題是納米顆粒易于團聚，大大限制了其實際應用。為了解決團聚問題，石墨烯，碳納米管等碳材料常被用作納米顆粒的載體，來制備得到TMOs 和碳材料的復合催化劑［17-18］，但制備過程較復雜，且易遭受分散不均勻性問題。為此，設計和構筑TMOs 的分級結構應是一個不錯的選擇。該方法不僅能有效避免納米顆粒的團聚，而且可借助結構效應大大增加活性表面。

目前構筑分級結構的方法主要有水熱法、噴霧干燥法、溶膠?凝膠法和模板法［19-22］。盡管前三種方法已經成功制備出了各種分級結構，但制備過程較復雜且粒徑較難控制［23］，而模板法具有簡單、高效和結構易于控制的優點，但其成功應用很大程度上取決于模板的合理選取。……