一种纳米SiO2包覆五氨基四氮唑的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米SiO

背景技术

纳米SiO

目前在提高催化剂催化性能方面，改变催化剂与含能材料的接触方式是一种有效的方法。表面包覆是当下常用的一种方法，通过一定手段使催化剂包覆在含能材料表面，或者使含能材料包覆在催化剂表面，能够有效改变催化剂与含能材料的接触方式，从而提升催化剂效能。

论文《Size effect of silica nanoparticles on thermal decomposition ofPMMA》中，Zou等人将不同粒径的SiO

在现有的技术条件下，还存在其他包覆方法，如机械球磨法、冷冻干燥法、溶胶-凝胶法等，但这些方法存在效率不高或成本较高等问题，限制了五氨基四氮唑的进一步应用和发展。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种纳米SiO

该原料按质量百分比包括：包覆剂SiO

优选地，包覆剂使用纳米级SiO

优选地，选用二甲基亚砜(DMSO)作为5-氨基四氮唑的溶剂，选用乙酸乙酯作为5-氨基四氮唑的非溶剂。

优选地，二甲基亚砜(DMSO)溶液体积配比(V

其中，5-氨基四氮唑的结构式如下:

其分子量为85.07，含氮量为82.3％，燃烧热值为208.7kJ/mol。

制备本发明的样品，包括如下步骤：

S1、将5-氨基四氮唑加入DMSO溶液中，并用薄膜对容器进行封口保温，在搅拌的条件下升温至70℃，并在5-氨基四氮唑完全溶解后持续搅拌1h左右，制得5-氨基四氮唑饱和溶液；

S2、将SiO

S3、将处理好的5-氨基四氮唑饱和缓慢滴入加有SiO

S4、将得到的悬浊液进行抽滤，并用去离子水洗涤滤饼；

S5、将滤饼放入电热烘箱，在50℃下烘干5h左右。

优选地，S2中，SiO

优选地，S3中，5-氨基四氮唑饱和溶液的滴加速率应保持在2～3ml/s；

优选地，S3中，当开始滴加5-氨基四氮唑饱和溶液后，搅拌速率应维持在1200r/min～1300r/min。

本发明的显著优点为：

1、本发明的方法对5-氨基四氮唑进行表面包覆，以纳米SiO

2、本方法制得的样品拥有更低的活化能，所得样品在200～300℃热解过程中活化能波动幅度相较5-氨基四氮唑纯品有所减小，表明用纳米SiO

附图说明

图1为本发明实施例1-3的TG-DTG曲线。

图2为本发明实施例1通过等转化率法中的KAS法处理所得的活化能曲线。

图3为本发明实施例2通过等转化率法中的KAS法处理所得的活化能曲线。

图4为本发明实施例3通过等转化率法中的KAS法处理所得的活化能曲线。

图5为本发明实施例1在10k/min温升速率下通过单个扫描速率法中的CR法处理所得的反应级数变化曲线。

图6为本发明实施例2在10k/min温升速率下通过单个扫描速率法中的CR法处理所得的反应级数变化曲线。

图7为本发明实施例3在10k/min温升速率下通过单个扫描速率法中的CR法处理所得的反应级数变化曲线。

具体实施方式

下述实施例使对本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐述，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。

实施例1

本发明提出了一种使用纳米SiO

S1、将5-氨基四氮唑晶体加入到二甲基亚砜水溶液中，加热并搅拌使其溶解；

S2、当5-氨基四氮唑全部溶解后，在70℃下保温搅拌1h，制得饱和溶液；

S3、将纳米SiO

S4、在搅拌的条件下，将5-氨基四氮唑饱和溶液以2～3ml的速度滴加至S3中制得的冷悬浊液中，其中搅拌转速维持在1200r/min；

S5、滴加完成后保持1200r/min的转速搅拌4h；

S6、将所得浊液进行抽滤得到滤饼；

S7、放入50℃温度的烘箱中烘干5h至恒重后得到改良后样品。

实施例2

本发明提出了一种使用纳米SiO

S1、将5-氨基四氮唑晶体加入到二甲基亚砜水溶液中，加热并搅拌使其溶解；

S2、当5-氨基四氮唑全部溶解后，在70℃下保温搅拌1h，制得饱和溶液；

S3、将纳米SiO

S4、在搅拌的条件下，将5-氨基四氮唑饱和溶液以2～3ml的速度滴加至S3中制得的冷悬浊液中，其中搅拌转速维持在1200r/min；

S5、滴加完成后保持1200r/min的转速搅拌4h；

S6、将所得浊液进行抽滤得到滤饼；

S7、放入50℃温度的烘箱中烘干5h至恒重后得到改良后样品。

实施例3

本发明提出了一种使用纳米SiO

S1、将5-氨基四氮唑晶体加入到二甲基亚砜水溶液中，加热并搅拌使其溶解；

S2、当5-氨基四氮唑全部溶解后，在70℃下保温搅拌1h，制得饱和溶液；

S3、将纳米SiO

S4、在搅拌的条件下，将5-氨基四氮唑饱和溶液以2～3ml的速度滴加至S3中制得的冷悬浊液中，其中搅拌器转速为1200r/min；

S5、滴加完成后保持1200r/min的转速搅拌4h；

S6、将所得浊液进行抽滤得到滤饼；

S7、放入50℃温度的烘箱中烘干5h至恒重后得到改良后样品。

对三个实施例得到样品进行升温速率为5k/min、10k/min、15k/min、20k/min的非等温热重实验，对实验数据进行整理后绘制出相应TG-DTG曲线图，并分别使用等转化率法中的KAS法和单个扫描速率法中的CR法进行化学动力学分析，得到了三组样品在200℃～300℃温度区间内不同温升速率下的反应级数模型以及热解过程中的平均活化能。

Coats-Redfern法(CR法)是一种利用一条非等温热重分析曲线(此处采用TG曲线)的数据进行动力学分析的方法，计算时使用以下公式确定5-氨基四氮唑在热解过程中的反应级数n：

Kissinger-Akahira-Sunose法(KAS法)是等转化率法中一种常用方法，等转化率法是指用不同加热速率下所测得的多条TG或DTG曲线上同一转化率(α)处的数据来进行动力学分析的方法。计算过程中通过以下两个公式确定5-氨基四氮唑热解过程中活化能数据：

常见热分解模型如下表。

其中添加纳米SiO

通过附图及数据可知本方法制得的样品拥有更低的活化能，所得样品在200～300℃热解过程中活化能波动幅度相较5-氨基四氮唑纯品有所减小，表明用纳米SiO