CrystEngComm:三种新型绿色铋基燃烧催化剂用于催化高能氧化剂RDX。
我团队在《CrystEngComm》(中科院3区,影响因子2.6)发表了题为“Three novel green bismuth-based combustion catalysts for catalyzing the high-energy oxidizer RDX”的研究论文,我团队博士研究生黄涛为第一作者,彭汝芳教授和金波教授为通讯作者,西南科技大学为第一通讯单位。
【研究背景】
固体推进剂是火箭与导弹发动机的关键能源材料,其中RDX作为常用高能氧化剂,虽能提升能量密度,却伴随燃烧性能不佳的问题。传统铅、铜等金属催化剂虽能改善燃烧性能,但其毒性与环境污染问题日益突出。铋基化合物因其低毒性和良好的催化活性被视为理想的绿色替代品,然而其催化机制与结构调控仍待深入研究。本研究旨在设计合成新型铋基配位聚合物催化剂,系统评估其对RDX热分解与燃烧行为的催化效果。
【工作简介】
我团队成功合成了三种新型铋基配位聚合物催化剂,并系统研究了其对RDX热分解及燃烧性能的影响。通过单晶X射线衍射、热分析与表面表征等手段,确认了催化剂的结构稳定性与元素分布均匀性。热重与差示扫描量热分析表明,所有催化剂均能显著降低RDX的分解温度与表观活化能,其中Cat.1表现最为突出,使RDX分解峰温提前1.7 °C,活化能降低约10.58 kJ·mol-1。进一步通过高速摄像观察RDX/NC+NG体系的燃烧行为,发现Cat.1可大幅缩短点火延迟时间至24.0 ms,并提升燃烧效率。本研究不仅证实了铋基催化剂在推进剂中的应用潜力,也为绿色高效燃烧催化剂的设计提供了新思路与实验依据。

文章链接:https://doi.org/10.1039/D5CE01035G