不同结构Cu2O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

doi:10.3866/PKU.WHXB201401061

物理化学学报 >> 2014, Vol. 30 >> Issue (3): 520-526.doi: 10.3866/PKU.WHXB201401061

不同结构Cu₂O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

罗小林^1,2, 杨得锁¹, 原春兰¹, 罗旭梅¹, 陈亚芍²

1 宝鸡文理学院化学化工系, 植物化学陕西省重点实验室, 陕西宝鸡 721013;
2 陕西师范大学化学化工学院, 应用表面与胶体化学教育部重点实验室, 西安 710062

收稿日期:2013-09-04 修回日期:2014-01-02 发布日期:2014-02-27
通讯作者: 罗小林 E-mail:luoxl225@163.com
基金资助:
陕西省教育厅项目(11JK0603)，陕西省重点实验室项目(11JS007)及宝鸡文理学院院级项目(ZK11151)资助

Catalytic Performance of Polycrystalline Cu₂O with Different Structures on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate

LUO Xiao-Lin^1,2, YANG De-Suo¹, YUAN Chun-Lan¹, LUO Xu-Mei¹, CHEN Ya-Shao²

1 Department of Chemistry and Chemical Engineering, Baoji University of Arts and Sciences, Shaanxi Key Laboratory for Phytochemistry, Baoji 721013, Shaanxi Province, P. R. China;
2 Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry, Ministry of Education, School of Chemistry & Chemical Engineering, Shaanxi Normal University, Xi'an 710062, P. R. China

Received:2013-09-04 Revised:2014-01-02 Published:2014-02-27
Contact: LUO Xiao-Lin E-mail:luoxl225@163.com
Supported by:
The project was supported by the Shannxi Provincial Department of Education Project, China (11JK0603), Shannxi Provincial Key Laboratory Project, China (11JS007), and Research Foundation of the Baoji University of Arts and Sciences, China (ZK11151).

摘要/Abstract

摘要：

利用均相反应器，在没有添加剂的条件下合成了具有多孔结构的Cu₂O微球. 考察了合成时间以及反应器旋转速度对Cu₂O微球结构的影响. 通过增加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用量，使得Cu₂O从多孔微球转变为立方体孪晶，最终形成十四面体孪晶结构. 同时，将不同结构的Cu₂O多晶应用于催化高氯酸铵(AP)的热分解，结果表明：多孔Cu₂O微球较其它结构的Cu₂O对AP的热分解具有更高的催化活性，使得AP的低温分解温度降低了37.4 ℃，而AP在低温阶段的分解量也由8.7%增加至49.0%.

关键词: Cu₂O, 均相反应器, 高氯酸铵, 热分解

Abstract:

Porous Cu₂O micro-spheres were synthesized without additives, using a homogeneous reactor. The effects of synthesis time and reactor rolling speed on the Cu₂O micro-spheres structure were investigated. Increasing the use of polyvinylpyrrolidone, the porous Cu₂O micro-spheres transformed into cubic twined crystals, and then into cubic-octahedral twined crystals. Cu₂O micro-crystals with different structures were used to catalyze the thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP). The catalytic activity of porous Cu₂O micro-spheres was better than those of the cubic twined and cubic-octahedral twined crystals. The low temperature of AP decomposition decreased for 37.4 ℃ when catalyzed by the porous Cu₂O micro-spheres, and amount of AP decomposed at low temperature increased from 8.7% to 49.0%.

Key words: Cu₂O, Homogeneous reactor, Ammonium perchlorate, Thermal decomposition

罗小林, 杨得锁, 原春兰, 罗旭梅, 陈亚芍. 不同结构Cu₂O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用[J]. 物理化学学报, 2014, 30(3), 520-526. doi: 10.3866/PKU.WHXB201401061

LUO Xiao-Lin, YANG De-Suo, YUAN Chun-Lan, LUO Xu-Mei, CHEN Ya-Shao. Catalytic Performance of Polycrystalline Cu₂O with Different Structures on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30(3), 520-526. doi: 10.3866/PKU.WHXB201401061

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201401061

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2014/V30/I3/520

参考文献

(1) Kuo, C. H.; Huang, M. H. Nano Today 2010, 5, 106. doi: 10.1016/j.nantod.2010.02.001
(2) Khitrov, G. A.; Strouse, G. F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10465. doi: 10.1021/ja035508r
(3) Panda, A. B.; Glaspell, G.; El-Shall, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2790. doi: 10.1021/ja058148b
(4) Li, F.; Ding, Y.; Gao, P. X.; Xin, X. Q.;Wang, Z. L. Angew. Chem. Int. Edit. 2004, 43, 5238.
(5) Bao, H. Z.; Zhang,W. H.; Shang, D. L.; Hua, Q.; Ma, Y. S.; Jiang, Z. Q.; Yang, J. L.; Huang,W. X. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6676. doi: 10.1021/jp101617z
(6) Huang,W. C.; Lyu, L. M.; Yang, Y. C.; Huang, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (2), 1261. doi: 10.1021/ja209662v
(7) Li, H.; Ni, Y. H.; Cai, Y. F.; Zhang, L.; Zhou, J. Z.; Hong, J. M.; Wei, X.W. J. Mater. Chem. 2009, 19, 594. doi: 10.1039/b818574c
(8) Yang, H.; Liu, Z. H. Cryst. Growth Des. 2010, 10, 2064. doi: 10.1021/cg900110u
(9) Guo, S. J.; Fang, Y. X.; Dong, S. J.;Wang, E. K. Inorg. Chem. 2007, 46, 9537. doi: 10.1021/ic7016193
(10) Wang,W. Z.;Wang, G. H.;Wang, X. S.; Zhan, Y. J.; Liu, Y. K.; Zheng, C. L. Adv. Mater. 2002, 14, 67.
(11) Pan, Y. L.; Deng, S. Z.; Polavarapu, L.; Gao, N. Y.; Yuan, P. Y.; Sow, C. H.; Xu, Q. H. Langmuir 2012, 28, 12304. doi: 10.1021/la301813v
(12) Zhang, D.; Qi, L.; Ma, J.; Cheng, H. Adv. Mater. 2002, 14, 1499. doi: 10.1002/1521-4095(20021016)14: 20<1499: : AIDADMA1499>3.0.CO; 2-5
(13) Orel, Z. C.; An?lovar, A.; Dra?i, G.; ?igon, M. Cryst. Growth Des. 2007, 7, 453. doi: 10.1021/cg060615t
(14) Luo, Y. S.; Li, S. Q.; Ren, Q. F.; Liu, J. P.; Xing, L. L.;Wang, Y.; Yu, Y.; Jia, Z. J.; Li, J. L. Cryst. Growth Des. 2007, 7, 87. doi: 10.1021/cg060491k
(15) Li, F. S.; Singh, H.; Guo, X. D.; et al. Solid Propellant Technology and Application of Nano-materials; National Defense Industry Press: Beijing, 2008; pp 55-231. [李凤生, Singh, H., 郭效德, 等. 固体推进剂技术及纳米材料的应用. 北京: 国防工业出版社, 2008: 55-231.]
(16) Sun, X. F.; Qiu, X. Q.; Li, L. P.; Xu, J. X.; Li, G. S. Inorg. Chem. 2008, 47, 4146. doi: 10.1021/ic702348c
(17) Zhou, L. M.; Liu, H. Y.; Li, F. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 627. [周龙梅, 刘宏英, 李凤生. 物理化学学报, 2006, 22, 627.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20060521
(18) An, T.; Zhao, F. Q.; Yi, J. H.; Fan, X. Z.; Gao, H. X.; Hao, H. X.;Wang, X. H.; Hu, R. Z.; Pei, Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 281. [安亭, 赵凤起, 仪建华, 樊学忠, 高红旭, 郝海霞, 王晓宏, 胡荣祖, 裴庆. 物理化学学报, 2011, 27, 281.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110213
(19) Zhang, J.; Zhang, T. L.; Yang, L.; Zhang, J. G.; Cui, Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24, 760. [张进, 张同来, 杨利, 张建国, 崔燕. 物理化学学报, 2008, 24, 760.] doi: 10.1016/S1872-1508(08)60032-7
(20) Li, L. P.; Sun, X. F.; Qiu, X. Q.; Xu, J. X.; Li, G. S. Inorg. Chem. 2008, 47, 8839. doi: 10.1021/ic8008283
(21) Heng, B. J.; Xiao, T.; Hua, X. Y.; Yuan, M.; Tao,W.; HuangW.; Tang, Y.W. Thermochimica Acta 2011, 524, 135.
(22) Luo, X. L.; Li, Z. X.; Yuan, C. L.; Chen, Y. S. Mater. Chem. Phys. 2011, 128, 77. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.02.074
(23) Luo, X. L.; Chen, Y. S.; Yang, D. S.; Li, Z. X.; Han, Y. F. Solid State Sci. 2011, 13, 1719. doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2011.06.024
(24) Luo, X. L.; Han, Y. F.; Yang, D. S.; Chen, Y. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 297. [罗小林, 韩银凤, 杨德锁, 陈亚芍. 物理化学学报, 2012, 28, 297.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201112012
(25) Boldyrev, V. V. Thermochimica Acta 2006, 443, 1
(26) Chaturvedi, S.; Dave, P. N. J. Saudi Chem. Soc. 2013, 17 (2),135. doi: 10.1016/j.tca.2005.11.038

[1]	王吉超, 乔秀, 史维娜, 贺景, 陈军, 张万庆. 多面体状Cu₂O修饰片状BiOI的S型异质结构筑及光催化水蒸气中CO₂转化性能研究[J]. 物理化学学报, 2023, 39(6): 2210003 - .
[2]	张利君, 吴有林, Tsubaki Noritatsu, 靳治良. CeO₂-Cu₂O 2D/3D S型异质结界面促进有序电荷转移以实现高效光催化析氢[J]. 物理化学学报, 2023, 39(12): 2302051 - .
[3]	金惠东, 熊力堃, 张想, 连跃彬, 陈思, 陆永涛, 邓昭, 彭扬. 含氮金属有机框架衍生的铜基催化剂电催化还原二氧化碳[J]. 物理化学学报, 2021, 37(11): 2006017 - .
[4]	张明, 赵凤起, 杨燕京, 李辉, 张建侃, 马文喆, 高红旭, 李娜. 两种形貌纳米Fe₂O₃对TKX-50热分解的催化性能研究[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1904027 - .
[5]	张婷,李翠翠,王伟,郭兆琦,庞爱民,马海霞. 三维氧化铁/石墨烯的构建及其对CL-20的热分解性能的影响[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905048 - .
[6]	苗静,郭睿凤,刘志宏. BaO∙4B₂O₃∙5H₂O纳米材料的制备及其对聚丙烯阻燃性能的热分解动力学方法评价[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905052 - .
[7]	乔成芳,吕磊,许文风,夏正强,周春生,陈三平,高胜利. 三维无溶剂含能Ag-MOF的制备、热分解动力学及爆炸性能[J]. 物理化学学报, 2020, 36(6): 1905085 - .
[8]	任春醒,李晓霞,郭力. CL-20热分解反应机理的ReaxFF分子动力学模拟[J]. 物理化学学报, 2018, 34(10): 1151 -1162 .
[9]	彭莉娟,姚倩,王静波,李泽荣,朱权,李象远. RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 745 -754 .
[10]	于海洋,王昉,刘其春,马青玉,顾正桂. 新型丝素蛋白膜的结构和热分解动力学机理[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 344 -355 .
[11]	靳成伟,王叶,宿素玲,张建军. 3, 4-二乙氧基苯甲酸与2, 2'-联吡啶三元稀土配合物的合成、晶体结构及热化学性质[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2232 -2240 .
[12]	李奎,赵耀林,邓佳,贺朝会,丁书江,石伟群. 放射性碘分子在Cu₂O表面的吸附:第一性原理密度泛函研究[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2264 -2270 .
[13]	熊文慧,张文超,俞春培,沈瑞琪,程佳,叶家海,秦志春. 多孔纳米CoFe₂O₄的制备及其对高氯酸铵的热分解催化性能[J]. 物理化学学报, 2016, 32(8): 2093 -2100 .
[14]	杨镇,何远航. 八硝基立方烷高温热分解分子动力学模拟[J]. 物理化学学报, 2016, 32(4): 921 -928 .
[15]	霍建霞,宋素伟,靳成伟,任宁,耿丽娜,张建军. 配合物[Eu(4-MOBA)₃(terpy)(H₂O)]₂的合成、表征、热分解机理及性质[J]. 物理化学学报, 2016, 32(4): 901 -906 .

不同结构Cu₂O多晶的合成及其对高氯酸铵热分解的催化作用

Catalytic Performance of Polycrystalline Cu₂O with Different Structures on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0