[发明专利]一种球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料及其制备方法和在推进剂中的应用

权利要求书

1.一种球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C，其特征在于：所述复合材料Spherical-Pb@C由磺化木质素与硝酸铅按照1:3~3:1的物质的量比混合干燥，然后煅烧碳化改性制备而成。

2.制备权利要求1所述球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C的方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）制备共溶液：按照比例将磺化木质素和Pb（NO₃）₂混合，然后加入超纯水超声分散，溶质完全溶解后即为共溶液；

（2）制备共掺杂产物：步骤（1）所得共溶液干燥，得到木质素基碳材料与Pb金属共掺杂的产物；其中：干燥条件为80-120℃，干燥至全部水份蒸干为止；

（3）碳化改性：步骤（2）所得共掺杂产物放入管式炉中，在惰性气体氛围下，加热至500℃~800℃进行煅烧；煅烧反应结束后，将管式炉温度降至室温，取出样品，将样品在稀盐酸和超纯水下反复洗涤干燥后，得到Spherical-Pb@C。

3.根据权利要求2所述的制备球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C的方法，其特征在于：步骤（1）中超纯水的加入量占共溶液整体质量的60%-95%，超声频率为200 kHz-1000 kHz，超声至溶质完全溶解。

4.根据权利要求2所述的制备球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C的方法，其特征在于：步骤（2）中所述共溶液用小型喷雾干燥仪泵出并干燥。

5.根据权利要求2所述的制备球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C的方法，其特征在于：步骤（3）中惰性气体氛围为氮气或氩气；升温速率为5-20℃/min；升温至500-800℃；煅烧时间为2-8 h；煅烧完成后自然冷却降温至室温；稀盐酸浓度为5%-20%；洗涤至杂质完全去除为止；洗涤完成后80-120℃干燥至溶剂全部挥发即可。

6.权利要求1所述的球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C在推进剂中的应用，其特征在于：所述推进剂为固体推进剂，具体应用方法为：

（1）将所述Spherical-Pb@C添加到现有推进剂配方中，或替代现有配方中的催化剂；将添加催化剂后的推进剂样品进行撞击感度测试；

（2）制备推进剂药条；利用水下声发射法测定含不同比例Spherical-Pb@C的推进剂燃速；

（3）得到Spherical-Pb@C添加比例和燃速。

7.根据权利要求6所述的球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C在推进剂中的应用，其特征在于：所述复合材料Spherical-Pb@C在固体推进剂中的添加量为2%-6%。

8.根据权利要求7所述的球形木质素基Pb金属共掺杂碳复合材料Spherical-Pb@C在推进剂中的应用，其特征在于：所述复合材料Spherical-Pb@C在固体推进剂中的添加量为4%。