非晶态纳米过渡金属硼化物催化剂制备与应用

本书为作者团队在金属粉体材料的制备与军事应用领域研究成果的结晶之作，主要介绍了纳米过渡金属硼化物CoB、NiB、MoB系列非晶态催化剂的制备（在一定的工艺条件下，以硼酸或硼酸盐为还原剂，以过渡金属盐为氧化剂，采用化学镀的方法），研究了该类催化剂对固体推进剂氧化剂高氯酸铵（AP）热分解反应过程的影响及机理，及对肼类液体推进剂废水的分解反应过程的催化活性。旨在为从事航天推进剂技术相关研究人员、材料科学与工程相关专业高年级本科生及研究生提供参考。

《非晶态纳米过渡金属硼化物催化剂制备与应用》系统阐述了非晶态纳米过渡金属硼化物的制备及其催化性能在航天推进剂中的应用。全书共分6章，分别为绪论，非晶态纳米过渡金属硼化物的制备、表征和活性测试，非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物的制备和表征，非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物在高氯酸铵分解反应中的应用，SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物的制备、表征及其在高氯酸铵分解反应中的应用，非负载型非晶态纳米NiB催化剂催化肼分解的研究。
《非晶态纳米过渡金属硼化物催化剂制备与应用》可作为从事航天推进剂技术相关研究人员、材料科学与工程相关专业高年级本科生及研究生的参考书。

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1绪论/1
1.1研究背景和意义1
1.2非晶态纳米过渡金属硼化物2
1.2.1非晶态合金的特性3
1.2.2非晶态纳米过渡金属硼化物的制备5
1.2.3非晶态纳米过渡金属硼化物的表征8
1.2.4负载型非晶态纳米过渡金属硼化物的特性8
1.2.5非晶态纳米过渡金属硼化物的催化特性及应用10
1.2.6化学还原法制备非晶态纳米过渡金属硼化物的反应机理12
1.3非晶态纳米过渡金属的催化机理14
1.3.1电子效应14
1.3.2几何效应16
1.4高氯酸铵分解反应18
1.4.1高氯酸铵的基本特性18
1.4.2高氯酸铵的热分解19
1.4.3高氯酸铵催化剂体系20
1.5肼分解反应20
1.5.1无水肼的特性20
1.5.2肼分解反应简介21
1.5.3肼分解催化剂体系21
1.6研究设想与展望24

2非晶态纳米过渡金属硼化物的制备、表征和活性测试/26
2.1引言26
2.2试剂和药品26
2.3非晶态纳米过渡金属硼化物的制备28
2.3.1工艺流程28
2.3.2基本工艺条件的选择28
2.4催化剂的表征31
2.4.1粒度表征31
2.4.2分散性表征32
2.4.3催化剂体相与微观形貌表征32
2.4.4纳米催化剂成分分析34
2.5催化剂的活性评价35
2.5.1催化高氯酸铵（AP）热分解的活性36
2.5.2催化 N2H4分解（降解）的活性36
2.6小结37

3非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物的制备和表征/38
3.1引言38
3.2非负载型非晶态纳米NiB、NiP以及Ni粉体的制备和表征39
3.2.1制备39
3.2.2表征40
3.3非负载型非晶态纳米CoB粉体的制备和表征41
3.3.1制备41
3.3.2表征42
3.4非负载型非晶态纳米MoB粉体的制备和表征47
3.4.1制备47
3.4.2表征47
3.5小结48

4非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物在高氯酸铵分解反应中的应用/50
4.1引言50
4.2高氯酸铵的热分解反应50
4.3非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物的高氯酸铵分解活性51
4.4非负载型非晶态纳米MoB催化剂在高氯酸铵热分解反应中的考察55
4.4.1钼硼摩尔比对MoB活性的影响55
4.4.2添加剂对MoB活性的影响56
4.5非负载型非晶态纳米CoB催化剂在高氯酸铵热分解反应中的考察58
4.5.1钴硼摩尔比对CoB活性的影响58
4.5.2添加剂对CoB活性的影响59
4.6非负载型非晶态纳米CoB催化剂加入量在高氯酸铵热分解反应中的考察61
4.7纳米Ni对CoB（2∶1）和MoB（2∶1）在高氯酸铵热分解活性影响的考察62
4.8纳米NiB、NiP、Ni催化剂的高氯酸铵分解活性64
4.9非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物催化高氯酸铵的动力学计算67
4.9.1热分析动力学计算原理67
4.9.2AP和CoB（2∶1）/AP混合样的动力学计算68
4.10非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物催化高氯酸铵的热分解机理初探69
4.10.1高氯酸铵的分解机理69
4.10.2非负载型非晶态纳米过渡金属硼化物催化高氯酸铵的分解机理71
4.11小结72

5SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物的制备、表征及其在高氯酸铵分解反应中的应用/74
5.1引言74
5.2SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物的制备74
5.2.1载体的选择74
5.2.2纳米SiO2概述76
5.2.3SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物制备方法的确定77
5.2.4SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物的制备工艺77
5.3SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物的表征78
5.3.1物相及粒度表征78
5.3.2组织形貌和粒度79
5.4SiO2负载的非晶态纳米过渡金属硼化物的高氯酸铵分解活性80
5.4.1SiO2 载体上高氯酸铵分解的空白实验81
5.4.2MoB/SiO2、CoB/SiO2 、NiB/SiO2催化高氯酸铵分解的活性比较82
5.4.3SiO2改性剂对NiB/SiO2催化高氯酸铵分解活性的影响86
5.4.4NiB粒子在CTAB的改性SiO2表面的沉积机理89
5.4.5SiO2载体对催化剂热稳定性的影响89
5.5CoB/SiO2催化高氯酸铵的动力学计算和机理初探91
5.5.1（CoB+SiO2）/AP混合样的动力学计算91
5.5.2CoB/SiO2催化AP分解的机理初探92
5.6小结93

6非负载型非晶态纳米NiB催化剂催化肼分解的研究／95
6.1引言 95
6.2非负载型非晶态纳米NiB催化剂的制备95
6.3非负载型非晶态纳米NiB 结构性能表征 96
6.3.1粉体的粒径、形貌与晶化转变 96
6.3.2PVP对产物分散性的影响 98
6.3.3制备条件对纳米NiB 粉体分散性的影响 99
6.3.4制备条件对纳米NiB 粉体催化活性的影响 102
6.3.5纳米NiB中Ni含量测定 104
6.4非负载型非晶态纳米NiB催化剂肼分解条件的研究 106
6.4.1pH值对肼分解的影响106
6.4.2温度对肼分解的影响107
6.4.3模拟液的分解实验107
6.5催化动力学分析108
6.5.1催化肼分解的动力学研究 109
6.5.2制备条件对肼分解反应动力学过程的影响111
6.6催化剂的回收再利用 116
6.7肼的催化分解机理初探116
6.7.1肼的催化分解反应机理与非晶态催化剂活性117
6. 7.2Ni与 B配比与催化活性122
6.8小结124

参考文献 ／125