[发明专利]一种负载型铜氧化物催化剂的制备及其应用

说明书

本发明公开了一种负载型铜氧化物催化剂，其制作方法包含如下步骤：首先是微波烧结制备Ti₂AlC，原料为钛粉、铝粉、碳化钛粉及活性炭粉，以Ti/Al/C/TiC＝1.5:1.0:0.5:0.5的摩尔比称量适量的粉末后微波烧结可得到高纯致密的Ti₂AlC粉末。其次将微波烧结得到的Ti₂AlC粉末用玛瑙研钵研磨过筛后可得到500目的粉末。将此粉末与20％浓度氢氟酸反应6小时后，去离子水离心干燥得到Ti₂C材料。最后将Ti₂C化学镀铜并热氧化可得到Ti₂C‑CuO‑Cu₂O催化剂。本发明能够提高一般铜氧化物催化剂的催化效率，明显降低高氯酸铵高温热分解温度，提高燃烧效率，并且催化效果优于其它催化剂。

技术领域

本发明涉及一种负载型铜氧化物催化剂Ti₂C-CuO-Cu₂O。

背景技术

当今人类最缺乏也是最重要的资源就是能源，能源直接关系到一个国家的发展，与人民的生活密切相关。特别是新中国成立以后，我国由农业化时代进入到了工业化时代，而工业化的大规模发展必须依靠能源，所以能源这块显得尤为重要。随着改革开放时代的到来，我国经济得到了飞速发展，机械化的引入使得我国能源开采变得简单化，能源的储存量增大，但是这也使我国对能源进行大肆的开采，导致目前的能源匮乏境地。

高氯酸铵是固体火箭推进器重要的氧化剂，其热分解温度对推进剂的燃烧有重要的影响，高温分解温度越低，推进剂的点火速度越快，燃烧速度越高。降低高氯酸铵的热分解温度可以有效地提高燃烧效率。

目前能够降低高氯酸铵的的催化剂主要有纳米Cu₂O、纳米NiFe₂O₄、纳米Fe₂O₃等。这些催化剂虽然都能降低高氯酸铵的高温热分解温度，但是降低程度不明显，不超过110℃，同时合成制备这些催化剂过程相对复杂。因此亟需一种具有既能明显降低高氯酸铵高温热分解温度同时合成制备过程相对简单的催化剂。而本专利所发明的Ti₂C-CuO-Cu₂O催化剂制备过程相对简易，且降低温度达到了121.4℃。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种催化效率高、重复使用率高的负载型催化剂Ti₂C-CuO-Cu₂O。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种负载型铜氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、Ti₂AlC的制备：将钛粉、铝粉、碳化钛粉、活性炭按照摩尔比1.5:1.0:0.5:0.5混合，所得混合物与无水乙醇按照质量比10:1研磨半小时，静置24小时后在0.1Pa、80℃条件下真空干燥40h，然后压制成粒，微波烧结；

步骤二、Ti₂C的制备：将步骤一处理后得到的固体粉碎研磨过筛，所得粉末与浓度为10％-30％的氢氟酸按照1g：25mL的比例混合并于室温静置反应2-12小时，使用去离子水离心5次后干燥；

步骤三、Ti₂C-CuO-Cu₂O的制备：将干燥后的Ti₂C粉末化学镀铜，镀液成分为主盐CuSO₄·5H₂O10g/L、还原剂甲醛HCHO10g/L、pH调整剂氢氧化钠NaOH10g/L、稳定剂2，2’-联吡啶0.01g/L、络合剂乙二胺四乙酸二钠40g/L，施镀时间1小时，施镀温度70℃；将镀铜过后的Ti₂C粉末热氧化，氧化温度250-300℃，氧化时间8小时可得到Ti₂C-CuO-Cu₂O。