[发明专利]硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料的制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高能纳米复合材料的制备方法，先将纳米钛粉的悬浮液滴加到硝化壳聚糖溶液中，经声共振混合均匀后，再滴加氧化石墨烯悬浮液，最后经声共振混合均匀、离心过滤、真空冷冻干燥后，得到高能纳米复合材料。本发明制备的高能纳米复合材料硝化壳聚糖/GO/n‑Ti，分散均匀，燃烧充分，能量释放巨大，可作为燃烧剂或固体推进剂的燃烧添加剂，实现固体推进剂的快速稳态燃烧。本发明合成方法简单、高效、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于纳米含能材料技术领域，特别涉及硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料的制备方法和应用。

背景技术

纳米钛粉(n-Ti)具有较高的体积热值(89.42kJ cm^-3)和优越的点火性能，因此可作为含能材料的燃料添加剂以提高燃烧性能和爆炸威力，在固体推进剂方面有着重要的应用前景。然而，纳米钛粉活性极高，极易氧化和团聚，从而导致活性成分下降、能量密度降低、点火温度升高、不能充分燃烧、能量释放效率不高等问题。为了解决这个问题，国内外相关领域的研究人员对其进行了广泛研究。目前最实用有效的方法之一是对n-Ti颗粒进行表面包覆改性，不仅可以有效解决氧化及团聚问题，而且还可以显著提高其燃烧效率，改善其燃烧性能([1]Zong Y C,Jacob R J,Li S Q,et al.Size resolved high temperatureoxidation kinetics of nano-sized titanium and zirconium particles[J].TheJournal of Physical Chemistry A,2015,119(24):6171-6178.[2]刘文亮,顾妍,于思龙,张林军.两种纳米金属粉对固相HMX的催化分解动力学研究[J].火炸药学报,2020,43(04):413-418.[3]李梦,李家艮,朱健健.纳米Ti/PAM复合粒子的制备[J].功能材料,2015,46(11):11148-11152.)。

但是现有的方法对n-Ti颗粒包覆后，性能让有待于提高，所以有必要提供一种新的包覆策略，从而提高其分散性能和燃烧性能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料的制备方法。

本发明的目的之二是提供上述方法制备的硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料作为高能燃烧剂或固体推进剂燃烧添加剂的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料的制备方法，先将纳米钛粉的悬浮液滴加到硝化壳聚糖溶液中，经声共振混合均匀后，再滴加氧化石墨烯悬浮液，最后经声共振混合均匀、离心过滤、真空冷冻干燥后，得到硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料。

本发明进一步的改进在于，纳米钛粉悬浮液是将纳米钛粉加入到丙酮或乙醇中制得；

本发明进一步的改进在于，硝化壳聚糖溶液是将硝化壳聚糖加入到丙酮中制得；

本发明进一步的改进在于，氧化石墨烯悬浮液是将氧化石墨烯加入到乙醇或异丙醇中制得。

本发明进一步的改进在于，纳米钛粉的粒径为50nm～200nm。

本发明进一步的改进在于，纳米钛粉与硝化壳聚糖的质量比为5:1～9:1。

本发明进一步的改进在于，硝化壳聚糖的取代度为1.8～2.1。

本发明进一步的改进在于，氧化石墨烯的质量为纳米钛粉与硝化壳聚糖总质量的0.5％～2％。

一种根据上述的方法制备的硝化壳聚糖/GO/n-Ti复合材料作为燃烧剂或燃烧添加剂的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：