纳米氧化铜和氧化锌的制备及其催化性能研究

2020-12-07阅读(340)

论文摘要

采用化学沉淀法制得不同形貌的CuO晶体,以Cu（NO3）2作为铜源,C6H12N4作为沉淀剂,改变反应时间制得爪子状和花状纳米CuO。通过添加不同浓度的表面活性剂C16H33（CH3）3NBr,形成形貌均匀的梭子状CuO晶体。以Cu（NO3）2和Cu（Ac）2作为铜源,NaOH作为沉淀剂,通过改变起始反应温度制得蛹状和豆子状纳米CuO。另外,采用水热法也成功制得不同形貌的CuO晶体,以Cu（SO4）2·5H2O作为铜源,在聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中,密封,分别在85、120、160反应20h,制得叶子状CuO晶体。以Cu2（OH）2CO3作为铜源,采用前驱体-水热法制备了棒状纳米CuO。采用化学沉淀法制得不同形貌的ZnO晶体,以Zn（Ac）2·6H2O作为锌源,C6H12N4作为沉淀剂,乙醇和水混合作为溶剂。通过改变乙醇和水的比例,制得六棱柱状和椭球状ZnO晶体。以Zn（NO3）2·6H2O作为锌源,NaOH作为沉淀剂,制得丸子状ZnO晶体。本文制备的纳米CuO和ZnO采用XRD、FT-IR、Raman、TG-DSC、SEM及TEM等测试手段对样品的组成和结构进行了表征。XRD研究表明合成的样品晶型良好,纯度很高。采用热分析法考察了纳米CuO、ZnO对高氯酸铵分解的催化作用。结果表明纳米CuO、ZnO均能强烈催化AP的热分解,可有效降低AP的热分解温度。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 引言

1.1.1 纳米材料简介

1.1.2 纳米材料的国内外研究概况

1.2 纳米氧化物的特殊性质和性能

1.2.1 纳米氧化物的特殊性质

1.2.2 纳米氧化物的性能

1.3 纳米氧化物的制备方法

1.3.1 气相法

1.3.2 液相法

1.3.3 固相法

1.4 纳米氧化物在催化领域的应用

1.5 本论文研究目的及主要工作

第2章实验材料、制备方法及表征方法

2.1 试剂与仪器

2.1.1 实验试剂

2.1.2 实验设备及仪器

2.2 实验方法与过程

2.2.1 "爪子"状和"花"状纳米CuO的制备

2.2.2 "梭子"状和"花"状纳米CuO的制备

2.2.3 "蛹"状和"豆子"状纳米CuO的制备

2.2.4 "片"状纳米CuO的制备

2.2.5 "棒"状纳米CuO的制备

2.2.6 "叶子"状纳米CuO的制备

2.2.7 "六棱柱"状和"椭球"状纳米ZnO的制备

2.2.8 "丸子状"纳米ZnO的制备

2.2.9 纳米CuO和ZnO催化高氯酸铵热分解反应

2.3 实验产物表征方法及催化性能测试方法

2.3.1 广角X射线衍射

2.3.2 扫描电子显微镜

2.3.3 透射电子显微镜

2.3.4 拉曼光谱

2.3.5 傅里叶变换红外光谱

2.3.6 热重-差示扫描量热仪

2.4 本章小结

第3章不同形貌纳米氧化铜的制备

3.1 "爪子"状和"花"状纳米CuO的表征

3.1.1 爪子状和花状CuO纳米晶的结构和成分分析

3.1.2 爪子状和花状CuO纳米晶的形貌分析

3.1.3 爪子状和花状CuO纳米晶形成过程的影响因素

3.2 "梭子"状和"花"状纳米CuO的表征

3.2.1 梭子状和花状CuO纳米晶的结构和成分分析

3.2.2 梭子状和花状CuO纳米晶的形貌分析

3.2.3 梭子状和花状CuO纳米晶形成过程的影响因素

3.3 "蛹"状和"豆子"状纳米CuO的表征

3.3.1 蛹状和豆子状纳米CuO的结构和成分分析

3.2.2 蛹状和豆子状CuO纳米晶的形貌分析

3.2.3 蛹状和豆子状CuO纳米晶形成过程的影响因素

3.4 "片"状纳米CuO的表征

3.4.1 片状纳米CuO的结构和成分分析

3.4.2 片状纳米CuO的形貌分析

3.5 "棒"状纳米CuO及其前驱体的表征

3.5.1 前驱体的结构与形貌分析

3.5.2 棒状纳米CuO的结构和成分分析

3.5.3 棒状纳米CuO的形貌分析

3.6 "叶子"状纳米CuO的表征

3.6.1 叶子状纳米CuO的结构和成分分析

3.6.2 叶子状纳米CuO的形貌分析

3.7 本章小结

第4章不同形貌纳米氧化锌的制备

4.1 "六棱柱"状和"椭球"状纳米ZnO的表征

4.1.1 六棱柱状和椭球状ZnO晶体的结构和成分分析

4.1.2 六棱柱状和椭球状ZnO晶体的形貌分析

4.1.3 无水乙醇对ZnO晶体形成过程的影响

4.2 "丸子状"纳米ZnO表征

4.2.1 丸子状ZnO晶体的结构和成分分析

4.2.2 丸子状ZnO晶体的形貌分析

4.3 本章小结

第5章纳米CuO和ZnO催化性能研究

5.1 复合推进剂的主要成分

5.2 纳米氧化物在固体推进剂应用中的国内外现状

5.3 纳米CuO催化高氯酸铵热分解反应研究

5.4 纳米ZnO催化高氯酸铵热分解反应研究

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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