摘要：近日，西北工业大学顾军渭教授、严启龙教授及合作者在《Advanced Functional Materials》期刊在线发表题为《Highly Energy Release of Aluminum@Ammonium Perchlorate Composites
近日，西北工业大学顾军渭教授、严启龙教授及合作者在《Advanced Functional Materials》期刊在线发表题为《Highly Energy Release of Aluminum@Ammonium Perchlorate Composites Incorporated with Graphene Oxide-based Energetic Coordination Polymer》的研究论文。
固体推进剂是固体火箭发动机的能量和工质源，其能量释放效率对燃烧性能至关重要。铝（Al）和高氯酸铵（AP）作为固体推进剂的常用组分，质量占比最高可达90%以上，二者间的化学反应是影响其燃烧性能的关键。本研究采用铝/氧化剂一体化策略，以氧化石墨烯碳酰肼含能配位聚合物（GO-CHZ-M, M = Co2+或Ni2+）为催化剂，构筑了精准催化型Al@AP/M复合材料。结果表明，Al@AP/Co具有更高的反应活性，热分解峰温较同比例物理混合物降低了76.6oC，反应放热量提高了66.0%，分解活化能减少了215.5 kJ/mol（-67.4%）。一体化设计和精准催化显著增强了Al@AP/M复合物的点火燃烧性能，Al@AP/Co的点火延迟较同比例复合物缩短了37.2 ms（-40.2%），火焰辐射强度提高了6.6倍，火焰面积和反应速率均显著增加。过渡金属Co和Ni有助于促进AP分解的质子转移过程，使反应向右移动，最终增加产物中较低价态氮氧化物的含量。该设计策略在固体推进剂、含铝炸药、微推进系统及火工品等领域具有广阔的应用前景。化学与化工学院博士后许睿轩为本论文的第一作者，顾军渭教授、航天学院严启龙教授为论文的共同通讯作者，该研究得到了西北工业大学新兴、交叉学科方向培育项目和西北工业大学博士论文创新基金的资助。
图1 Al@AP/M复合材料的制备过程
图2 Al@AP/M复合材料的释能机制示意图
论文信息：
Ruixuan Xu, Zhihua Xue, Danfeng Yang, Xin Li, Hongqi Nie, Yongqiang Guo, Hua Guo, Qi-Long Yan* and Junwei Gu*. Highly Energy Release of Aluminum@Ammonium Perchlorate Composites Incorporated with Graphene Oxide-based Energetic Coordination Polymer. Advanced Functional Materials, 2024, DOI: 10.1002/adfm.202423205.
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来源：高分子科学前沿
