Page 36 - 《精细化工》2021年第6期

第 38 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.38, No.6
202 1 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2021

功能材料
CuO/Al 复合材料的制备及对高氯酸铵的催化作用

王瑞浩，宋文魁，郭长平，冀 威，王敦举

（西南科技大学 四川省新型含能材料军民融合协同创新中心，四川 绵阳 621010）

摘要：为了改善固体推进剂中高氯酸铵（AP）的热分解性能，利用溶胶-凝胶法制备了 CuO/Al 复合催化剂，并
利用 SEM、XRD、EDS 对其形貌和结构进行了表征，通过 DSC 考察了催化剂对 AP 热分解的催化效果。结果
表明：CuO/Al 复合催化剂结构完整，其对 AP 的催化效果明显优于普通 CuO+Al 混合物的催化效果，并对比了
加入 1%、3%、5%质量分数的 CuO/Al 复合催化剂对 AP 的催化效果，发现当加入 CuO/Al 质量分数为 5%时，
低温分解峰和高温分解峰分别降为 289.4 和 318.0 ℃，表明所制备的 CuO/Al 复合催化剂可有效降低 AP 的热分
解温度，改善其热分解性能。
关键词：高氯酸铵；催化剂；热分解；CuO；功能材料
中图分类号：V512 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 06-1098-05

Preparation of CuO/Al composite catalyst and its catalytic
effect on ammonium perchlorate

WANG Ruihao, SONG Wenkui, GUO Changping, JI Wei, WANG Dunju
（Sichuan Co-Innovation Center for New Energetic Materials, Southwest University of Science and Technology,
Mianyang 621010, Sichuan, China）

Abstract: CuO/Al composite catalyst was prepared by sol-gel method to improve the thermal
decomposition performance of ammonium perchlorate (AP) in solid propellants. Its morphology and
structure were characterized by SEM, XRD and EDS. The catalytic effect of catalyst on the thermal
decomposition of AP was investigated by DSC. The results showed that CuO/Al composite catalyst had
complete structure, and the catalytic effect of CuO/Al composite catalyst on AP was obviously better than
that of CuO+Al mixture. The effect of mass fraction (1%, 3% and 5%) of CuO/Al composite catalyst on the
thermal decomposition performance of AP was investigated. It was found that the low temperature
decomposition peak and high temperature decomposition peak of AP sample containing mass fraction of
5% CuO/Al composite catalyst decreased to 289.4 and 318.0 ℃, indicating that the prepared CuO/Al
composite catalyst could significantly decrease the thermal decomposition temperature of AP and improve
its thermal decomposition performance.
Key words: ammonium perchlorate; catalyst; thermal decomposition; CuO; functional materials

固体推进剂作为导弹和运载火箭的动力源，基 的燃烧稳定性、燃烧速度及能量输出性能等 [3-5] 。在
本组成包括氧化剂、高能燃烧剂、燃烧性能调节剂、 应用中纯 AP 的高温分解温度较高、两分解峰相距
聚合物黏接剂等 [1-2] 。随着现代化武器应用中对远程 太远导致放热不集中，进而导致固体推进剂燃烧
打击高精度和高效毁伤的要求，对固体推进剂的性 速度较低，点火延迟时间延长，燃烧反应相对不稳
能也提出了更高的要求。固体推进剂中最广泛应用 定 [6-7] 。因此，加入燃烧性能调节剂（即燃烧催化剂）
的氧化剂为高氯酸铵（AP），一般用量可达推进剂 至关重要，也成为固体推进剂的核心功能组分，其
总质量的 60%~90%，其热分解性能直接影响推进剂 可在调节固体推进剂燃烧速度、控制能量释放和羽

收稿日期：2021-02-08; 定用日期：2021-04-25; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210150
基金项目：国家自然科学基金资助（22005253）；四川省科技计划项目（No.19YYJC0788）
作者简介：王瑞浩（1987—），男，博士，讲师，E-mail：ruihao0847@163.com。