一种Pb、Ba双金属MOFs、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种Pb、Ba双金属MOFs、制备方法及应用，分子式为：Ba4Pb4(CH3CO2)8[(CH6CO2)4Pb](CH3CO2)4。该方法以1,3,5

【技术实现步骤摘要】
一种Pb、Ba双金属MOFs、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于含能材料
，涉及双金属MOFs，具体涉及一种Pb、Ba双金属MOFs、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]固体推进剂是固体火箭发动机的动力来源。推进剂的燃烧性能直接影响到火箭的射程、飞行速度与制导精度。通过在固体推进剂中加入适量的燃烧催化剂来调节推进剂燃烧的能量释放速率与效率，从而增加固体推进剂的燃烧速度，降低燃烧压力指数，使推进剂高效稳定的燃烧。添加燃烧催化剂是优化固体推进剂燃烧性能的重要手段。
[0003]目前，国内外常采用添加一定量的铅、铜和炭黑组成的复合催化剂，或者金属粉、金属氧化物、有机酸盐及配合物等。但这些催化剂往往存在分散不均匀，催化能力弱或影响推进剂组分热分解等问题。因此，开发出一种合适的催化剂成为解决问题的重要途径。金属有机骨架化合物(MOFs)由中心金属阳离子和有机连接体组成的化合物在包括多相催化在内的许多潜在应用中引起了持续的关注。MOFs具有高比表面积、金属分散性、均匀的孔洞尺寸和不饱和的金属位点都使此类材料具有优异的非均相催化能力。选择合适的金属阳离子与有机配体合成功能强大，性能优异的催化剂是提高燃烧速度，降低压力指数，实现稳定燃烧的重要方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种Pb、Ba双金属MOFs、制备方法及应用，解决现有技术中的推进剂的燃烧性能有待进一步提升的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种Pb、Ba双金属MOFs，Pb、Ba双金属MOFs的分子式为：Ba4Pb4(CH3CO2)8[(CH6CO2)4Pb](CH3CO2)4。
[0007]所述的Pb、Ba双金属MOFs的晶体结构参数如表1所示。
[0008]本专利技术还保护一种如上所述的Pb、Ba双金属MOFs的制备方法，该方法以1,3,5
‑
三((1H
‑
吡唑
‑4‑
基)苯基)苯，硝酸铅与硝酸钡为原料，添加反应溶剂，在水热反应釜中合成。
[0009]本专利技术还具有如下技术特征：
[0010]1,3,5
‑
三((1H
‑
吡唑
‑4‑
基)苯基)苯，硝酸铅与硝酸钡摩尔比为1：20：20。
[0011]所述的反应溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺与水按照体积比为10:7配置成的混合溶液。
[0012]水热反应釜中的反应条件为：反应体系2小时从室温升温至135℃，并于135℃保温48小时，之后以每小时1.4℃的降温速率，降温至35℃。
[0013]本专利技术还保护所述的Pb、Ba双金属MOFs用于作为固体双基推进剂的燃烧催化剂的应用。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0015](Ⅰ)本专利技术的Pb、Ba双金属MOFs的分子式为Ba4Pb4(CH3CO2)8[(CH6CO2)4Pb](CH3CO2)4，该金属有机骨架化合物由金属离子Pb，Ba与有机连接基形成，其可以用作双基推进剂燃烧的催化剂，实现双基推进剂的快速稳态燃烧，降低压力指数，提高推进能量。
[0016](Ⅱ)本专利技术合成方法简单，且不同于大多数MOFs材料的制备，本专利技术的产率较高(基于硝酸钡，产率为72.4％)，更易于工业化生产。
附图说明
[0017]图1为PbBa
‑
MOFs的晶体结构图。
[0018]图2为PbBa
‑
MOFs的结构示意图，图中的线条不代表具体的化学键，只代表各结构单元之间具有连接关系。
[0019]图3为PbBa
‑
MOFs的结构图。
[0020]图4为PbBa
‑
MOFs的二级建筑单元图，其中，(a)为PbBa
‑
MOFs的二级建筑单元；(b)和(c)均为PbⅡO8单元上的连接基团；(d)和(e)均为PbⅠO
10
单元上的连接基团。
[0021]图5(a)、图5(b)和图5(c)均为PbBa
‑
MOFs的球棍模型结构示意图。
[0022]图6为PbBa
‑
MOFs的XRD模拟与实际测量的结果。
[0023]图7(a)为PbBa
‑
MOFs的外观形貌图片；图7(b)和图7(c)为PbBa
‑
MOFs不同放大倍数的SEM图片。
[0024]图8为PbBa
‑
MOFs的EDS与Mapping结果图片。
[0025]图9为PbBa
‑
MOFs的FTIR结果。
[0026]图10为PbBa
‑
MOFs的XPS结果。
[0027]图11为PbBa
‑
MOFs的DSC曲线。
[0028]图12为PbBa
‑
MOFs的TG曲线。
[0029]图13为PbBa
‑
MOFs的DTG曲线。
[0030]图14为PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下的TG
‑
MS曲线。
[0031]图15为PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下TG
‑
FTIR曲线。
[0032]图16为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下DSC曲线。
[0033]图17为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下TG曲线。
[0034]图18为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下DTG曲线。
[0035]图19为CL
‑
20的15℃/min升温速率下TG
‑
MS曲线。
[0036]图20为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下TG
‑
MS曲线。
[0037]图21为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs的15℃/min升温速率下TG
‑
FTIR曲线。
[0038]图22为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs的点火延迟时间曲线。
[0039]图23为CL
‑
20/PbBa
‑
MOFs在激光功率密度为126W/cm2时的火焰发展过程。
[0040]以下结合实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
[0041]需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Pb、Ba双金属MOFs，其特征在于，Pb、Ba双金属MOFs的分子式为：Ba4Pb4(CH3CO2)8[(CH6CO2)4Pb](CH3CO2)4。2.如权利要求1所述的Pb、Ba双金属MOFs，其特征在于，所述的Pb、Ba双金属MOFs的晶体结构参数为：3.一种如权利要求1或2所述的Pb、Ba双金属MOFs的制备方法，其特征在于，该方法以1,3,5
‑
三((1H
‑
吡唑
‑4‑
基)苯基)苯，硝酸铅与硝酸钡为原料，添加反应溶剂，在水热反应釜中合成。4.如权利要求3所述的Pb、Ba双金属MOFs的制备方法，其特征在于，1,3,5
‑
三((1H
‑
吡唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，赵凤起，仪建华，李海建，秦钊，王长健，孙志华，许毅，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：