一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，属于纳米催化剂制备技术领域。本发明专利技术解决现有单一石墨烯作为催化剂催化高氯酸铵热分解过程中，AP的热分解温度高、放热量不集中、分解速率慢的问题。本发明专利技术通过干式球磨法对石墨烯纳米片进行机械剥离，减少其层数，并适当引入缺陷，使催化活性位点充分暴露；利用原子层沉积技术得到的具有良好的三维保型性和包裹性的ZnO膜层，在石墨烯表面形成稳定化学键合，可提高纳米材料的分散性，能够有效的解决团聚的问题，并且保留了催化剂较大的比表面积和较多的催化活性中心。

【技术实现步骤摘要】
一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，属于纳米催化剂制备

技术介绍
随着航天技术的高速发展以及国际军事形势日趋严峻化，对固体推进剂的技术突破提出更高要求，新型高能固体推进剂的开发成为了国内外的研究热点。高氯酸铵(AP)因具有氧化性强、气体生成量大、成本低廉以及与其它组分相容性好等诸多优点，常被用作固体推进剂中的氧化剂。但AP的热分解往往存在分解温度高、分解缓慢等问题。目前，添加催化剂是改善AP热分解特性的有效方法之一。金属Ni、Cu和金属氧化物Fe2O3、CuO等对AP具有一定的催化效果，但由于微尺度的金属和金属氧化物颗粒存在团聚现象，会导致对AP的催化活性下降，影响催化效果。碳材料具有大的比表面积，将微尺度的催化剂颗粒负载到碳材料(如碳纳米管、石墨烯等)表面能够有效的解决团聚的问题，并且保留了微尺度催化剂较大的比表面积和较多的催化活性中心，同时，研究工作者发现碳材料本身由于具有良好的导热导电等特性，对AP同样具有一定的催化效果，因此，基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的操作过程为：先通过干式球磨法对石墨烯纳米片进行机械剥离处理，获得预处理石墨烯纳米片；然后对预处理石墨烯纳米片进行紫外臭氧处理，然后盛装在多层筛网钩织而成的容器内，放置到原子层沉积仪的沉积腔中进行原子层沉积处理，获得ZnO/石墨烯催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，该方法的操作过程为：先通过干式球磨法对石墨烯纳米片进行机械剥离处理，获得预处理石墨烯纳米片；然后对预处理石墨烯纳米片进行紫外臭氧处理，然后盛装在多层筛网钩织而成的容器内，放置到原子层沉积仪的沉积腔中进行原子层沉积处理，获得ZnO/石墨烯催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，所述的多层筛网钩织而成的容器由多层300～600目筛网钩织而成。


3.根据权利要求1所述的一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，所述的干式球磨法对石墨烯纳米片进行机械剥离处理的具体操作过程：将石墨烯纳米片、NaCl和ZrO2磨球一起放入ZrO2内衬的球磨罐中，盖上盖后利用罐盖上预留的两个充气孔采用适当的气流充入载气10min，最后将球磨罐固定于球磨机进行球磨处理，球磨机转速为550rpm、650rpm或750rpm，球磨时间为18～30h。


4.根据权利要求3所述的一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯纳米片、NaCl和ZrO2磨球的质量比为15：1：320。


5.根据权利要求3或4所述的一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，所述的ZrO2磨球的直径为2mm，所述的载气是纯度为99.99％的氩气。


6.根据权利要求1所述的一种催化高氯酸铵热分解的ZnO/石墨烯催化剂的制备方法，其特征在于，所述的对预处理石墨烯纳米片进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢松涛，王小涛，李杨，吴晓宏，秦伟，洪杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23