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调控五配位Al含量制备高性能低温Sabatier反应催化剂

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高校化学工程学报 2024年

作者：陈志强蒋榕培刘梦然王青项锴孙海云方涛北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京航天试验技术研究所航天绿色推进剂研究与应用北京市重点实验室

为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂，通过调控Al2O3载体中五配位Al3+的含量，实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中，利用27Al固体核磁共振(27Al-NMR)检测了Al2O3载体中五配位Al3+的含量，借助X射线光电子能谱仪(XPS... 详细信息

为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂，通过调控Al2O3载体中五配位Al3+的含量，实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中，利用27Al固体核磁共振(27Al-NMR)检测了Al2O3载体中五配位Al3+的含量，借助X射线光电子能谱仪(XPS)和H2程序升温还原(H2-TPR)考察了Ru基活性位点电子性质的调控效果，利用固定床反应器测试了催化剂性能。结果表明，Al2O3载体中的五配位Al3+可有效调控Ru基活性位点的电子性质，进而提升低温Sabatier反应Ru基催化剂性能。其中，以五配位Al3+含量约为28.1% 的Al2O3载体制备的Ru基催化剂，在低温区(<300 ℃)的CO2转化率和CH4选择性均可达90% 以上。而且，在100 小时的稳定性测试中，催化性能没有明显降低。

关键词：低温Sabatier反应 Ru基催化剂五配位Al 电子性质调控催化性能提升

载体氧空位提升Sabatier反应钌基催化剂性能研究

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功能材料 2024年第5期55卷 5161-5168页

作者：陈志强方涛孙海云王青蒋榕培刘梦然项锴北京航天试验技术研究所航天绿色推进剂研究与应用北京市重点实验室北京100074 北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京100074

通过尿素的掺杂,有效诱导Al_(2)O_(3)载体氧空位的形成,进而通过金属-载体之间的相互作用,提升Al_(2)O_(3)载体表面Ru基活性物种的分散度,调控Ru基活性中心的电子性质,从而达到有效提升Sabatier反应Ru基催化剂性能的目的。在此过程中,借... 详细信息

通过尿素的掺杂,有效诱导Al_(2)O_(3)载体氧空位的形成,进而通过金属-载体之间的相互作用,提升Al_(2)O_(3)载体表面Ru基活性物种的分散度,调控Ru基活性中心的电子性质,从而达到有效提升Sabatier反应Ru基催化剂性能的目的。在此过程中,借助^(27)Al核磁(^(27)Al-NMR)验证了尿素的掺杂可有效诱导Al_(2)O_(3)载体中氧空位的形成。通过透射电子显微镜(TEM)发现,富含氧空位的Al_(2)O_(3)载体可将负载的Ru颗粒稳定在3.7 nm左右,且粒径分布集中。通过X射线光电子能谱(XPS)和H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)发现,载体氧空位可有效调控Al_(2)O_(3)载体表面Ru基活性位点的电子性质。经过Sabatier反应性能测试发现,在300℃,n CO_(2)∶n H_(2)=1∶4,空速为6000 mL·g^(-1)·h^(-1)的反应条件下,CO_(2)转化率可达61.25%,CH_(4)选择性可达92.31%,而且,在20 h的反应时间内,催化活性没有明显衰减。

关键词： Sabatier反应 Ru基催化剂电子性质氧空位 CO_(2)转化率

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RBCC组合动力用液体推进剂研究进展

火箭推进 2022年第6期48卷 101-112页

作者：王镜淇王成刚陈雪娇马利亚蒋榕培北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京100074

结合RBCC组合动力的发展需求,从性能、使用情况等方面探讨近年来组合动力吸气式模态用燃料和火箭模态用推进剂的研究进展,包括吸热型碳氢燃料、高密度吸热碳氢燃料、四氧化二氮/绿色自燃燃料和过氧化氢/碳氢燃料等。为满足RBCC系统对推... 详细信息

结合RBCC组合动力的发展需求,从性能、使用情况等方面探讨近年来组合动力吸气式模态用燃料和火箭模态用推进剂的研究进展,包括吸热型碳氢燃料、高密度吸热碳氢燃料、四氧化二氮/绿色自燃燃料和过氧化氢/碳氢燃料等。为满足RBCC系统对推进剂的长贮需求,RBCC吸气式模态宜发展兼顾高密度和高吸热能力的碳氢燃料;火箭模态需发展能够与四氧化二氮迅速自燃,且能量不低于现有肼类燃料的新型绿色燃料;过氧化氢/碳氢燃料需重点解决过氧化氢使用安全性和长贮稳定性问题,并形成可靠的安全应用方案。针对RBCC动力系统提出的可长期贮存、免维护等要求,现有推进剂方案还需要在性能提升、工程适用性、系统匹配性等方面继续开展关键技术攻关。

关键词： RBCC组合动力液体推进剂碳氢燃料绿色燃料四氧化二氮过氧化氢

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表面涂覆提升氧化铝材料的冲压机械强度

材料工程 2024年第3期52卷 176-181页

作者：陈志强罗玉宏梁竞华刘梦然王青董啸天北京航天试验技术研究所航天绿色推进剂研究与应用北京市重点实验室北京100074 北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京100074

为了有效提升氧化铝材料的冲压机械强度,通过表面涂覆的方式对该材料的孔道结构进行改性。利用DL-3型强度测试仪测试发现,表面涂覆氯化铝的氧化铝样品在100~1100℃的温度范围内焙烧后,冲压机械强度从35 MPa提升至51 MPa,表面涂覆铝基络... 详细信息

为了有效提升氧化铝材料的冲压机械强度,通过表面涂覆的方式对该材料的孔道结构进行改性。利用DL-3型强度测试仪测试发现,表面涂覆氯化铝的氧化铝样品在100~1100℃的温度范围内焙烧后,冲压机械强度从35 MPa提升至51 MPa,表面涂覆铝基络合的氧化铝样品在相同条件下,冲压机械强度从21 MPa提升至46 MPa,相比较而言,无表面涂覆的氧化铝样品在相同条件下,冲压机械强度从17 MPa提升至39 MPa。结合扫描电镜和X射线衍射等表征发现:氯化铝和铝基络合物的表面涂覆对氧化铝材料晶体类型影响较小,但是能够有效填充氧化铝材料的基体孔道,增加载体的密实程度,进而有效提升氧化铝材料的冲压机械强度。另外,相对于表面涂覆铝基络合物的氧化铝样品,表面涂覆氯化铝的氧化铝材料经过高温焙烧后比表面积更大、孔径更小、孔径分布也更为集中。更为重要的是:表面涂覆氯化铝的氧化铝样品,经过高温焙烧后表面会形成利于稳定活性金属的粗糙形貌。

关键词：氧化铝冲压机械强度表面涂覆氯化铝

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与硝基氧化剂快速自燃的绿色燃料研究进展

宇航总体技术 2022年第3期6卷 40-48页

作者：王镜淇张星陈雪娇蒋榕培孙海云方涛北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心北京100074

随着航天动力技术绿色环保理念的深入,航天液体推进剂无毒化成为推进剂研究的重要发展方向。综述了5类能够与硝基氧化剂实现快速自燃的绿色自燃燃料的研究进展,包括胺类、叠氮胺类、烃类及张力环结构、硼烷及硼烷衍生物类和离子液体,概... 详细信息

随着航天动力技术绿色环保理念的深入,航天液体推进剂无毒化成为推进剂研究的重要发展方向。综述了5类能够与硝基氧化剂实现快速自燃的绿色自燃燃料的研究进展,包括胺类、叠氮胺类、烃类及张力环结构、硼烷及硼烷衍生物类和离子液体,概述了绿色自燃燃料的优缺点、研究进展及后续的发展重点,为绿色自燃燃料研制及应用提供了研究思路。

关键词：绿色自燃燃料硝基氧化剂着火延迟期双组元

润滑剂对碳纤维增强PA66熔接线性能的影响

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工程塑料应用 2022年第10期50卷 114-119页

作者：孟征李岩杨景昊刘继丹北京航天试验技术研究所北京100074 北京航天凯恩新材料有限公司北京100074 航天液体推进剂研究中心北京100074

熔接线性能影响碳纤维(CF)增强尼龙66 (PA66)的注塑制品的使用性能,因此对比了硅酮粉、环形对苯二甲酸丁二酯、改性乙撑双脂肪酸酰胺蜡粉和润滑剂S 4种润滑剂对CF增强PA66熔接线性能的影响,其中添加润滑剂S的CF增强PA66的熔接线拉伸强... 详细信息

熔接线性能影响碳纤维(CF)增强尼龙66 (PA66)的注塑制品的使用性能,因此对比了硅酮粉、环形对苯二甲酸丁二酯、改性乙撑双脂肪酸酰胺蜡粉和润滑剂S 4种润滑剂对CF增强PA66熔接线性能的影响,其中添加润滑剂S的CF增强PA66的熔接线拉伸强度和熔接线悬臂梁缺口冲击强度最高。扫描电子显微镜分析熔接线断裂部位表明,未添加润滑剂的CF增强PA66断面CF大部分呈水平分布,CF表面粘接的PA66较少;添加润滑剂S的材料断裂部位的CF在熔接界面的穿越程度增强,树脂和CF的粘接效果更佳。添加润滑剂S的CF增强PA66熔体流动速率是未添加润滑剂的CF增强PA66的2.4倍。差示扫描量热测试表明,添加润滑剂S的材料熔融峰温度和结晶峰温度最高,结晶峰宽度最小,证明润滑剂S使CF增强PA66的结晶温度提高,结晶速度加快。

关键词：熔接线碳纤维增强PA66 润滑剂拉伸强度悬臂梁缺口冲击强度

调控五配位Al3+含量制备高性能低温Sabatier反应催化剂

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高校化学工程学报 2024年第3期 483-492页

作者：陈志强蒋榕培刘梦然王青项锴孙海云方涛北京航天试验技术研究所航天绿色推进剂研究与应用北京市重点实验室北京航天试验技术研究所航天液体推进剂研究中心

为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂，通过调控Al2O3载体中五配位Al3+的含量(五配位Al3+占Al物种的比例)，实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中，利用27Al固体核磁共振(27Al-NMR)检测Al2O3载体中五配位Al3+的含量，... 详细信息

为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂，通过调控Al2O3载体中五配位Al3+的含量(五配位Al3+占Al物种的比例)，实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中，利用27Al固体核磁共振(27Al-NMR)检测Al2O3载体中五配位Al3+的含量，借助X射线光电子能谱仪(XPS)和H2程序升温还原(H2-TPR)考察Ru基活性位点电子性质的调控效果，利用固定床反应器测试催化剂性能。结果表明，Al2O3载体中的五配位Al3+可有效调控Ru基活性位点的电子性质，进而提升低温Sabatier反应Ru基催化剂性能。其中，以五配位Al3+含量约为28.1%的Al2O3载体制备的Ru基催化剂，在低温区(<300℃)的CO2转化率和CH4选择性均可达90%以上。而且，在100 h的稳定性测试中，催化性能没有明显降低。

关键词：低温Sabatier反应 Ru基催化剂五配位Al3+ 电子性质调控催化性能提升

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Al粉对NEPE推进剂感度的影响

含能材料 2013年第1期21卷 61-63页

作者：程新丽赵孝彬李军航天工业固体推进剂安全技术研究中心湖北襄阳441003

研究了配方中Al粉含量和粒径对NEPE推进剂的撞击感度、摩擦感度和静电火花感度的影响。结果表明,随配方中粒径为d50=90μm、41μm的Al粉含量增加、HMX含量的降低和Al粉粒径的增加,NEPE推进剂的摩擦感度降低,静电火花感度升高,而由粘合... 详细信息

研究了配方中Al粉含量和粒径对NEPE推进剂的撞击感度、摩擦感度和静电火花感度的影响。结果表明,随配方中粒径为d50=90μm、41μm的Al粉含量增加、HMX含量的降低和Al粉粒径的增加,NEPE推进剂的摩擦感度降低,静电火花感度升高,而由粘合剂包覆的小粒径Al粉可使NEPE推进剂的静电火花感度降低。

关键词：物理化学 NEPE推进剂撞击感度摩擦感度静电火花感度铝粉

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四氧化二氮胶体饱和蒸气压的测试及分析

火炸药学报 2007年第1期30卷 74-77页

作者：李进华孙兆懿中国航天液体推进剂研究中心北京100074

为了测定胶体四氧化二氮的饱和蒸气压,找出其在不同温度条件下的变化规律,采用静态法测试原理,自行设计建立了四氧化二氮胶体饱和蒸气压的测试装置,测得了常压下液体和胶体四氧化二氮的饱和蒸气压数据,结果表明,四氧化二氮体系成胶后比... 详细信息

为了测定胶体四氧化二氮的饱和蒸气压,找出其在不同温度条件下的变化规律,采用静态法测试原理,自行设计建立了四氧化二氮胶体饱和蒸气压的测试装置,测得了常压下液体和胶体四氧化二氮的饱和蒸气压数据,结果表明,四氧化二氮体系成胶后比成胶前的饱和蒸气压略有降低,且温度越高其差值越大。从理论上分析了两种胶凝剂对四氧化二氮体系饱和蒸气压的影响作用,从而推导出了四氧化二氮胶体饱和蒸气压的理论计算公式,计算误差小于5%,可依据该公式对四氧化二氮胶体在不同温度条件下的饱和蒸气压进行估算。

关键词：物理化学四氧化二氮胶体饱和蒸气压