碳納米管預處理及CuO/CNTs燃燒催化劑的制備

李珊珊，門 爽，魏 莉

(沈陽理工大學 材料科學與工程學院，遼寧 沈陽 110159)

引 言

在固體推進劑中添加燃燒催化劑能夠有效調節推進劑的燃燒性能，起到調節燃速和降低壓強指數的作用[1-2]。納米氧化銅(CuO)作為燃燒催化劑，能夠提高推進劑的燃速，降低壓強指數[3-4]。但納米CuO極易團聚，影響催化性能。碳納米管(CNTs)是一種良好的金屬及其氧化物載體[5-7]，并且對推進劑的燃燒也具有催化作用[8-9]。將納米CuO負載在具有一定彈性的剛性結構的CNTs中，可有效避免納米CuO的團聚，從而提高催化劑的燃燒催化性能[10-11]。趙鳳起等[12]研究了碳納米管負載型催化劑對雙基推進劑燃燒性能的影響，發現CuO/CNTs可使推進劑的燃速提高114.8%，同時還能夠改善推進劑的燃燒性能，使壓強指數降低31%。洪偉良等[13]采用溶膠浸漬法制備了CuO/CNTs復合納米催化劑，發現CuO與CNTs的催化性能互補，能夠產生強“協同效應”，使其催化作用顯著提高。

但是CNTs由于具有高的比表面能，因此也存在團聚問題。為了改善團聚，通常需要對其進行改性提高分散性能。CuO/CNTs燃燒催化劑制備大都采用混酸對CNTs進行共價表面改性。霸書紅等[14]采用混酸對CNTs純化處理，在其表面引入了羥基、羧基等親水官能團，提高了其水溶性和表面活性，增強其表面負載納米CuO的能力，從而使得制備的CuO/CNTs的燃燒催化性能進一步提高。Kevin等[15]采用混酸對CNTs改性，發現雖能去除表面雜質，引進極性基團，但是也對CNTs的自身結構造成了破壞。研究者提出采用表面活性劑對CNTs進行非共價表面改性，目前采用的大多是陰離子表面活性劑。……