新型功能化石墨烯燃烧催化剂的制备、表征及催化机理研究

本项目拟通过"共价键合"和"非共价键合"的方法获得功能化石墨烯燃烧催化剂，采用原子力显微镜、光学显微镜、Raman光谱、XRD等手段对其形貌及微观结构进行表征，并研究其基本物化性能以及与双基系固体推进剂主要组分的相容性、燃烧特性和燃烧规律、热分解动力学及安全性、燃烧波结构，获得功能化石墨烯催化剂对基础配方推进剂燃烧的催化作用机理，为该类固体火箭推进剂燃烧性能调节提供一条有益的技术途径。

本项目制备了可用作燃烧催化剂的5种功能化石墨烯，分别为二元催化剂氧化石墨烯和氧化铅(GO/PbO)、氧化铜(GO/CuO)及氧化铋（GO/Bi2O3）的复合物以及三元催化剂氧化石墨烯和氧化铅/氧化铜（GO/PbO-CuO），氧化石墨烯和氧化铋/氧化铜（GO/Bi2O3-CuO）复合物。采用SEM扫描电镜、X射线粉末衍射和红外光谱分析对其形貌及结构进行表征。. 设计了两类含复合物的推进剂配方，并采用浇注法制备了2类共10种推进剂试样。采用DSC/TG-DTG方法对10种推进剂的热分解行为进行研究。采用常用的Kissinger法、Ozawa法、微分法和积分法确定了热分解反应的动力学参数和最可几机理函数。. 采用Micro-DSCⅢ微量量热仪测定了10种推进剂试样的连续比热容，得到了比热容随温度变化方程。计算了推进剂的热加速分解温度(TSADT)、热爆炸临界温度(Tb)、热点火温度（TTIT）和绝热至爆时间(tTlad)，以此来初步评价推进剂的热安全性。. 研究了5种功能化石墨烯燃烧催化剂对双基（DB）和RDX-改性双基（RDX-CMDB）推进剂的催化作用。结果表明他们都具有提高燃速，降低压力指数的性能，是一种高效的平台燃烧催化剂。