杯芳烴包合納米催化劑的制備及其在碳?xì)淙剂现械膽?yīng)用.pdf

1、吸熱型碳?xì)淙剂献鳛橐环N可燃冷卻劑，可以同時(shí)滿足飛行器動(dòng)力及熱管理雙重需求，而對(duì)于馬赫數(shù)大于5以上的高超聲速飛行器而言，燃料吸熱能力尤其重要。本文圍繞如何提高碳氧燃料化學(xué)熱沉展開(kāi)，針對(duì)吸熱型碳?xì)淙剂蠈?shí)際使用條件的特殊性，著重探索了碳?xì)淙剂系臄M均相催化可行性，為吸熱型碳?xì)淙剂献罱K服務(wù)于高超聲速飛行器提供了重要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。主要工作和取得的成果如下：
　　 分別以對(duì)叔丁基苯酚和間苯二酚為原料，合成了一系列杯芳烴及其衍生物，根據(jù)

2、杯狀空穴結(jié)構(gòu)以及油溶性差異，發(fā)現(xiàn)2，8，14，20－四(十一烷基)杯[4]間苯二酚芳烴具有最優(yōu)的包合作用。以水合肼為還原劑成功制備了油溶性的杯芳烴包合的納米Ni顆粒，隨著配體量的減少，反應(yīng)溫度的升高，所得納米Ni顆粒形貌由球形逐漸變?yōu)楹Ｄ懶??？疾炝瞬煌磻?yīng)條件對(duì)產(chǎn)品的影響，發(fā)現(xiàn)以水一乙醇為溶劑，n(配體)：n（Ni2+)=1：4，堿濃度為0.8 mol/L為最佳條件。此外，還以硼氫化鉀為還原劑，甲苯一水兩相反應(yīng)，制備了樹(shù)枝狀的非晶態(tài)Ni

3、－B合金。研究中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度對(duì)枝狀結(jié)構(gòu)的平均直徑影響較大，當(dāng)反應(yīng)溫度為70℃時(shí)，平均直徑最小，為20 nm。
　　 自制的納米Ni顆粒以及非晶態(tài)Ni－B合金不僅可以作為高能添加劑，還具有一定的催化活性，可以將所制備納米顆粒分散住碳?xì)淙剂现锌疾焖鼈兊拇呋芰Α．?dāng)用于DCPD催化加氧時(shí)，納米Ni催化劑可使產(chǎn)物的收率為96.91％，效果優(yōu)于負(fù)載型Ni/ZSM－5催化劑；當(dāng)用于JP－10催化裂化時(shí)，納米Ni以及非晶態(tài)Ni－B合金催化劑

4、町以顯著提高JP－10的裂解轉(zhuǎn)化率，相對(duì)于熱裂解，轉(zhuǎn)化率最大可提高50％，不同催化劑活性順序?yàn)椋篘i(b)＞Ni(a)＞非品態(tài)Ni－B合金。其中非晶態(tài)Ni－B合金催化裂解的最佳溫度范圍為530～580℃，納米Ni催化裂解的最佳溫度范圍為540～600℃。
　　 本文還進(jìn)行了吸熱型碳?xì)淙剂吓湮檠芯浚疾炖弥辨溚闊N改善JP－10等高密度碳?xì)淙剂蠠峄瘜W(xué)性質(zhì)的可行性。測(cè)定了正辛烷和正癸烷與JP－10混配的兩個(gè)二元體系在不同組成和溫度下

5、的密度和粘度，計(jì)算了二元體系相應(yīng)的超額體積和超額粘度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在298.15 K時(shí)，正辛烷+JP－10二元體系在xn－octanc=0.544處，VmE具有最小值，體積熱值約為36.17 MJ/L。而正癸烷+JP－10二元體系在xn—decane=0.615處，VmE具有最小值，體積熱值為36.43 MJ/L，略高于正辛烷+JP－10體系。根據(jù)Eyring液體粘性流動(dòng)理淪，關(guān)聯(lián)了二元體系的粘滯性活化參數(shù)，粘滯性活化熵對(duì)吉布斯自山能的貢獻(xiàn)