本发明专利技术提供了一种枣核状MOF(Fe)及诱导的Fe2O3‑
【技术实现步骤摘要】
枣核状MOF(Fe)及诱导的Fe2O3‑
HT催化剂、制备方法及应用
[0001]本专利技术属于纳米材料
，涉及复合固体推进剂的催化剂，具体涉及一种枣核状MOF(Fe)及诱导的Fe2O3‑
HT催化剂、制备方法及应用。
技术介绍
[0002]复合固体推进剂由氧化剂、添加剂、粘合剂和燃料组成，是广泛应用于航空、航天和导弹的动力来源。在这些成分中，氧化剂通常占据复合固体推进剂的一半以上，极大地影响复合固体推进剂的性能。高氯酸铵(AP)是复合固体推进剂中常见的氧化剂，其热分解性能对复合固体推进剂的燃烧性能有重要影响。据报道，AP基复合固体推进剂可以通过提高AP的放热量和降低AP的分解温度来表现出高比冲、低压指数和快燃速。因此，促进AP的热分解可以提高复合固体推进剂的燃烧性能。
技术实现思路
[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种枣核状MOF(Fe)及诱导的Fe2O3‑
HT催化剂、制备方法及应用，解决现有技术中的复合固体推进剂的热分解催化剂的热分解温度有待进一步提前的技术问题。
[0004]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：
[0005]一种催化剂的制备方法，所述的催化剂为MOF(Fe)催化剂或Fe2O3‑
HT催化剂。
[0006]所述的MOF(Fe)催化剂的制备方法采用步骤一。
[0007]所述的Fe2O3‑
HT催化剂的制备方法采用步骤二。
[0008]步骤一，MOF(Fe)催化剂采用水热法制得，具体过程为：将FeCl3·
6H2O置于水热釜中的聚四氟乙烯内衬中，并加入对苯二甲酸，然后将DMF倒入聚四氟乙烯内衬中并搅拌；将此聚四氟乙烯内衬装入水热釜不锈钢外壳中，放置烘箱中保温；待温度降至室温后，离心收集样品，并用去离子水洗涤，烘干即可得到MOF(Fe)催化剂。
[0009]步骤二，将MOF(Fe)催化剂在气氛保护下，高温焙烧退火处理后得到MOF(Fe)诱导的Fe2O3催化剂，即Fe2O3‑
HT催化剂。
[0010]本专利技术还具有如下技术特征：
[0011]具体的，步骤一的具体过程为：将FeCl3·
6H2O置于水热釜中的聚四氟乙烯内衬中，并加入对苯二甲酸，然后将DMF倒入聚四氟乙烯内衬中并开始搅拌，搅拌30min；将此聚四氟乙烯内衬装入水热釜不锈钢外壳中，放置烘箱中150℃保温2h；待温度降至室温后，离心收集样品，并用去离子水洗涤，在80℃的烘箱中烘干即可得到MOF(Fe)催化剂。
[0012]优选的，步骤二中，所述的高温焙烧退火的温度为300～600℃，保温2h后退火。
[0013]优选的，步骤二中，所述的气氛为空气或氮气。
[0014]所述的MOF(Fe)催化剂的颗粒尺寸为1～2um；所述的Fe2O3‑
HT催化剂的颗粒尺寸为200～600nm。
[0015]所述的MOF(Fe)催化剂的形貌为枣核状；所述的Fe2O3‑
HT催化剂的形貌为枣核状。
[0016]本专利技术还保护一种催化剂，该催化剂采用如上所述的催化剂的制备方法制得。
[0017]如上所述的催化剂用于作为高氯酸铵热分解的催化剂的应用。
[0018]具体的，所述的催化剂的加入量为高氯酸铵和催化剂总重量的10％，催化升温速率为10℃/min，催化升温的温度范围为50～600℃。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0020](Ⅰ)本专利技术开拓了MOF(Fe)和Fe2O3材料在催化AP热分解反应中的应用，并得到很好的催化性能，相对于传统的TiO2(P25)催化剂，催化AP热分解的高温分解峰温明显提前。
[0021](Ⅱ)本专利技术的催化剂成本低。本专利技术催化剂容易制备，重复性能好，价格低，大大降低了催化剂的制备成本，有很好的应用前景。
[0022](Ⅲ)本专利技术的制备过程简单方便。本专利技术的法无需特别的实验仪器，同时实验药品也均为实验室常见的药品。
[0023](Ⅳ)纯AP的高温分解峰温为438℃；MOF(Fe)催化剂使AP的高温分解峰温提前到314℃；Fe2O3‑
HT催化剂使AP的高温分解峰温提前到340
‑
366℃。
[0024](
Ⅴ
)本专利技术制备的MOF(Fe)单独作为催化剂时，AP分解的峰温要低于MOF(Fe)@TiO2复合催化剂对应的AP分解的峰温，这一实验结论是一个全新的发现，克服了本领域技术人员一般会认为复合催化剂的效果要优于单一催化剂的技术偏见。
附图说明
[0025]图1为MOF(Fe)催化剂的扫描电镜SEM图。
[0026]图2为MOF(Fe)催化剂的透射电镜TEM图。
[0027]图3为三种Fe2O3‑
HT催化剂的扫描电镜SEM图；图3中，B表示Fe2O3‑
350催化剂，C表示Fe2O3‑
450催化剂，D表示Fe2O3‑
550催化剂。
[0028]图4为三种Fe2O3‑
HT催化剂的透射电镜TEM图；图4中，B表示Fe2O3‑
350催化剂，C表示Fe2O3‑
450催化剂，D表示Fe2O3‑
550催化剂。
[0029]图5为MOF(Fe)和三种Fe2O3‑
HT催化剂的XRD数据图；图5中，A表示MOF(Fe)催化剂，B表示Fe2O3‑
350催化剂，C表示Fe2O3‑
450催化剂，D表示Fe2O3‑
550催化剂。
[0030]图6为MOF(Fe)和三种Fe2O3‑
HT催化剂的XPS数据图；图6中，A表示MOF(Fe)催化剂，B表示Fe2O3‑
350催化剂，C表示Fe2O3‑
450催化剂，D表示Fe2O3‑
550催化剂。
[0031]图7为MOF(Fe)和三种Fe2O3‑
HT催化剂的催化高氯酸铵热分解的DSC数据图；图7中，A表示MOF(Fe)催化剂/AP，B表示Fe2O3‑
350催化剂/AP，C表示Fe2O3‑
450催化剂/AP，D表示Fe2O3‑
550催化剂/AP。
[0032]图8为MOF(Fe)和三种Fe2O3‑
HT催化剂的催化高氯酸铵热分解的TG数据图；图8中，A表示MOF(Fe)催化剂/AP，B表示Fe2O3‑
350催化剂/AP，C表示Fe2O3‑
450催化剂/AP，D表示Fe2O3‑
550催化剂/AP。
[0033]图9为对比例1中的MOF(Fe)@TiO2‑
10c的透射电镜TEM图。
[0034]图10为对比例1中的MOF(Fe)@TiO2‑
10c的EDSMapping图。
[0035]图11为对比例2中的MOF(Fe)@TiO2‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为MOF(Fe)催化剂或Fe2O3‑
HT催化剂；所述的MOF(Fe)催化剂的制备方法采用步骤一；所述的Fe2O3‑
HT催化剂的制备方法采用步骤二；步骤一，MOF(Fe)催化剂采用水热法制得，具体过程为：将FeCl3·
6H2O置于水热釜中的聚四氟乙烯内衬中，并加入对苯二甲酸，然后将DMF倒入聚四氟乙烯内衬中并搅拌；将此聚四氟乙烯内衬装入水热釜不锈钢外壳中，放置烘箱中保温；待温度降至室温后，离心收集样品，并用去离子水洗涤，烘干即可得到MOF(Fe)催化剂；步骤二，将MOF(Fe)催化剂在气氛保护下，高温焙烧退火处理后得到MOF(Fe)诱导的Fe2O3催化剂，即Fe2O3‑
HT催化剂。2.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一的具体过程为：将FeCl3·
6H2O置于水热釜中的聚四氟乙烯内衬中，并加入对苯二甲酸，然后将DMF倒入聚四氟乙烯内衬中并开始搅拌，搅拌30min；将此聚四氟乙烯内衬装入水热釜不锈钢外壳中，放置烘箱中150℃保温2...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯昊，李丹，秦利军，胡逸云，龚婷，李建国，惠龙飞，张王乐，房佳斌，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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