【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含能材料，具体涉及一种纳米铝粉/铜基金属有机框架复合含能材料及其制备方法。
技术介绍
1、铝具有较高的能量密度(31.05kj/g和83.86kj/cm3)，是一种理想的燃烧剂。纳米铝粉(n-al)作为一种新型的金属燃料，与传统的微米铝粉相比具有燃速快、点火温度低等优点。由n-al和氧化剂组成的纳米铝热剂也被称为亚稳复合材料(mics)，由于其高能量密度和高反应活性，作为一种典型的高能材料被广泛研究。其中，由al和cuo组成的复合材料是一种很典型的纳米铝热剂，具有4976cal/cm3的反应热，高于al和fe2o3的3947cal/cm3、al和co3o4的3638cal/cm3等。但n-al在燃烧的过程中易发生结块现象，导致了烧结产物尺寸大、燃烧不完全等问题。此外，通过简单混合法制备的传统al-cuo纳米铝热剂中存在氧化剂与燃料接触不充分等问题，限制了其燃烧性能。
2、金属有机框架(mofs)是一类由金属离子与多齿有机配体之间通过配位键形成三维网络结构的材料，一般由金属离子连接，有机配体支撑。由于mofs的结构特点，其可以作为一种自牺牲模板制备金属氧化物和金属负载碳材料。在高温条件下，mofs中的有机配体碳化、燃烧，金属离子在原位生长成为对应的金属氧化物。这些由多个生长点原位生长形成的金属氧化物粒径可达10nm以下，具有极大的比表面积以及极高的反应活性。此过程中，有机配体燃烧释放大量热量和气体产物。
3、专利cn112939707a公开了一种铝基含能mofs及其制备方法，该制备方法以多巴胺
技术实现思路
1、本专利技术采用室温搅拌法，将铝粉分散在溶剂中，通过铜盐与有机配体反应生成金属有机框架并与n-al复合。利用mofs骨架结构中金属离子分布较为分散的特性，mofs中多个生长点在n-al表面原位生成金属氧化物，缩短传质距离，以实现促进n-al和金属氧化物的充分分散及促进n-al完全燃烧的目的。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种纳米铝粉/铜基金属有机框架复合含能材料，采用以下步骤制备得到：
4、(1)将纳米铝粉分散在混合溶剂中，加入改性剂，超声分散后继续搅拌反应；
5、所述改性剂为聚乙烯吡咯烷酮；
6、所述改性剂用量以纳米铝粉计为每50mg纳米铝粉加入20mg；
7、(2)将铜盐分散在混合溶剂中，然后滴入步骤(1)的反应体系中，滴加完后继续搅拌反应；
8、所述铜盐选自一水合乙酸铜、三水合硝酸铜、五水合硫酸铜和二水合氯化铜；
9、所述铜盐的用量以cu2+计为每50mg纳米铝粉加入0.6-1.2 mmol cu2+；
10、(3)将有机配体分散在混合溶剂中，然后滴入步骤(2)的反应体系中，滴加完后再加入成核剂，之后继续搅拌反应；
11、所述有机配体为均苯三甲酸，有机配体与铜盐的摩尔比为1:1-2:1；
12、所述成核剂为三乙胺；
13、所述成核剂用量以纳米铝粉计为每50mg纳米铝粉加入0.2ml；
14、(4)将反应体系抽滤，洗涤后收集滤饼，干燥后得到纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料；
15、所述的混合溶剂为水、乙醇和n,n-二甲基甲酰胺的混合液。
16、进一步地，所述混合溶剂中水、乙醇和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1：1：1。
17、进一步地，所述铜盐为一水合乙酸铜。
18、进一步地，所述铜盐的用量以cu2+计为每50mg纳米铝粉加入0.8-1.0mmol cu2+。
19、进一步地，所述有机配体与铜盐的摩尔比为1:1-2:1。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
21、1.本专利技术所提供的n-al/cu-mofs复合含能材料中使用的cu-mofs具有燃点低(o2氛围下约290℃)，放热速率高等特点。与传统的al-cuo纳米铝热剂不同之处在于，在升温过程中，cu-mofs中配体碳化燃烧，mofs中的金属离子在原位生成大量cuo纳米颗粒。由于n-al外层氧化膜的热膨胀系数小于内部活性铝的膨胀系数，mofs燃烧过程中释放的热量会使得内部活性铝膨胀并挤压氧化膜形成细小裂纹，促进内部活性铝的释放。释放的活性铝与在n-al表面原位生成的cuo均匀混合，使得氧化剂与还原剂充分分散、接触并发生反应。此外，cu-mofs在分解过程中释放的大量气体，能够抑制n-al在升温过程中的结块现象，促进活性铝的完全燃烧。
22、2. 本专利技术所提供的n-al/cu-mofs复合含能材料的制备在常温常压下进行，仅需要搅拌设备，可以使用普通反应器，能够降低制备过程对硬件设备的要求。
23、3. 本专利技术所提供的n-al/cu-mofs复合含能材料所使用的mofs为普通mofs，不含有emofs骨架结构中爆炸性及高敏感性的物质，具有更高的安全性。
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1.一种纳米铝粉/铜基金属有机框架复合含能材料，其特征在于，采用以下步骤制备得到：
2.根据权利要求1所述的纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料，其特征在于，所述混合溶剂中水、乙醇和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1：1：1。
3.根据权利要求1所述的纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料，其特征在于，所述铜盐为一水合乙酸铜。
4. 根据权利要求1所述的纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料，其特征在于，所述铜盐的用量以Cu2+计为每50mg纳米铝粉加入0.8-1.0mmol Cu2+。
5.根据权利要求1所述的纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料，其特征在于，所述有机配体与铜盐的摩尔比为1:1-2:1。
【技术特征摘要】
1.一种纳米铝粉/铜基金属有机框架复合含能材料，其特征在于，采用以下步骤制备得到：
2.根据权利要求1所述的纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料，其特征在于，所述混合溶剂中水、乙醇和n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1：1：1。
3.根据权利要求1所述的纳米铝粉/金属有机框架复合含能材料，其特征在于，所述...
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