專利名稱：銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料制備方法。
背景技術(shù)：
芳香酸鹽主要應(yīng)用于防腐材料、熱敏記錄材料、紙張染色材料和消炎藥物、固體推 進劑等領(lǐng)域。納米銅鉛螯合物由于粒徑小、晶體缺陷位多、能夠增大活性組分與有機介質(zhì)接 觸面積、從而增強界面的催化效應(yīng)。但是，納米銅鉛螯合物作為功能材料，添加使用時極易 發(fā)生再團聚形成大顆粒，再團聚的顆粒在藥柱成型過程中極易充當(dāng)屈服點和應(yīng)力集中點， 造成藥柱表面缺陷，從而影響藥柱的后序存放和綜合使用性能。近年來，研究者將芳香酸鹽和炭黑進行混合后使用，利用炭黑在有機介質(zhì)中具有 良好的分散性來阻止芳香酸鹽的再團聚。李上文等報道了將炭黑和有機鉛鹽和有機銅混 合后應(yīng)用于雙基推進劑，研究表明雙基推進劑燃速范圍變化且壓力指數(shù)有所降低。徐復(fù)銘 等研究了氧化鐵/碳復(fù)合燃速催化劑，研究結(jié)論表明所制備的氧化鐵/碳復(fù)合納米催化劑 對固體推進劑的燃速催化作用明顯優(yōu)于普通氧化鐵的燃速催化作用。李裕等也制備了苯 二甲酸鉛-雷鎖辛酸銅-炭黑催化劑，結(jié)果表明雷鎖辛酸銅有助于高壓區(qū)形成平臺效應(yīng)，苯 二甲酸鉛有助于低壓區(qū)形成平臺效應(yīng)，炭黑對平臺效應(yīng)區(qū)間大小基本沒有影響，但是能夠 顯著降低壓力指數(shù)。李疏芬等報道了利用富勒烯黑分別取代炭黑作為復(fù)合改性雙基推進劑 組分，通過計算球烯與NO體系相互作用的能量變化，研究了燃燒體系的催化作用及其機 理。結(jié)果表明富勒烯黑在提高雙基推進劑燃速和增大平臺效應(yīng)范圍等方面有更顯著的作 用。李鳳生等制備了高氯酸銨/碳納米管、氧化鎳/分叉碳納米管、納米氧化鐵/碳納米管 等復(fù)合燃速催化劑，系統(tǒng)研究其催化燃燒性能，發(fā)現(xiàn)分叉碳納米管相對于直管碳納米管更 適合用于納米燃速催化劑的載體。胡潤芝等研究了碳納米管對高能固體推進劑的燃燒性 能，發(fā)現(xiàn)碳納米管提高了推進劑燃速，在高壓下燃燒催化效果更好，但導(dǎo)致壓強指數(shù)急劇增 大，碳納米管在中低壓范圍內(nèi)可有效降低壓強指數(shù)。綜上所述，炭黑對雙基推進劑燃速和平臺效應(yīng)區(qū)間的大小基本沒有影響，降低壓 力指數(shù)的效果顯著。主要是由于炭黑的比表面積和孔容相對較小，微觀孔道不發(fā)達，簡單混 合后使用時仍不達到預(yù)期的要求。富勒烯提高固體推進劑燃燒明顯，但在降低壓力指數(shù)方 面的效果不明顯。碳納米管對提高固體推進劑燃燒很明顯，在降低壓力指數(shù)方面有報道稱 能將壓力指數(shù)降低，也有報道稱納米碳管對壓力指數(shù)降低作用不明顯。另外，富勒烯或納米 碳管本身成本太高，不易形成規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是提供一種再分散性能好，不易發(fā)生二次團聚的銅 鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料制備方法。解決上述問題，本發(fā)明所述的一種銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其步驟包括配制Cu2+Tb2+ (摩爾比)=1 1的銅鹽和鉛鹽的混合溶液A ；將芳香酸溶于氫氧化 鈉溶液，配制成芳香酸鈉水溶液B，芳香酸與Cu2+或1 2+的摩爾比為2 1 ；將介孔炭材料置 于芳香酸鈉的水溶液B，充分?jǐn)嚢韬蟮玫交旌先芤篊，介孔炭的固含量為40 100% ；在攪拌 條件下，將C加入到A溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為2(T80°C，反應(yīng)完畢后靜置保溫1-10小時，經(jīng) 洗滌、過濾、7(T95°C干燥后得到銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料。
反應(yīng)過程如下
本發(fā)明是將介孔炭作為納米燃速催化劑的載體，在制備過程中，以原位生長將銅鉛螯 合物負(fù)載于介孔炭載體孔道內(nèi)部，利用介孔炭特有的微觀結(jié)構(gòu)來阻隔納米銅鉛螯合物的團 聚。同時，介孔炭基質(zhì)與雙基推進劑有機基質(zhì)具有良好互容性，這樣的復(fù)合形式將有助于增 強燃速催化劑與雙基推進劑燃面上的界面催化效應(yīng)，從而使納米銅鉛螯合物的平臺效應(yīng)和 麥撒效應(yīng)更加明顯。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，混合溶液A中，銅鹽和鉛鹽的濃度為0. rimol/L ；芳香酸 鈉水溶液B的濃度為0. 2 2mol/L。所述的芳香酸是已二酸、鞣酸、鄰苯二甲酸、鄰氨基苯甲 酸、水楊酸、雷鎖辛酸。所述的銅鹽是硫酸銅、氯化銅、硝酸銅、醋酸銅。所述的鉛鹽是硫酸 鉛、氯化鉛、硝酸鉛、醋酸鉛。介孔炭材料的比表面積為5(T2000 m2/g，孔容為0. ΟΓ . 0 cm3/ g，孔徑分布為Γ50 nm。采用本發(fā)明所述的技術(shù)方制備得到銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料，具有分散性能 好，不易二次團聚的優(yōu)點，將對相關(guān)下游產(chǎn)品的品質(zhì)將很大提升，有助于增強相關(guān)產(chǎn)品的競爭力。


圖1為實施例1銅鉛螯合物圖2為實施例1銅鉛螯合物圖3為實施例1銅鉛螯合物
介孔炭復(fù)合材料的TEM。
炭復(fù)合材料的N2吸附-脫附等溫線。
炭復(fù)合材料的電子衍射圖。
具體實施方式

實施例1
配制0. 5mol/L硝酸銅和0. 5mol/L硝酸鉛混合溶液，配制lmol/L的雷鎖辛酸鈉水溶 液。稱取40g的介孔炭(介孔炭材料的比表面積為5(T2000 m2/g，孔容為0.0廣1.0 cm3/g, 孔徑分布為廣50 nm)置于IL芳香酸鈉的水溶液，介孔炭的固含量為40g/L充分?jǐn)嚢杌旌?均勻。在攪拌條件下，將介孔炭和芳香酸鈉混合液加入到IL鉛鹽和銅鹽混合液中反應(yīng)，反 應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)物添加完畢后，靜置保溫為2小時，經(jīng)洗滌、過濾，在75°C干燥，得到銅 鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料。銅鉛螯合物/炭復(fù)合材料的銅鉛螯合物晶粒尺寸小于lOOnm， 其比表面積為120 m2/g。將硝化棉NC(11.9%N )，硝化甘油(NG)，銅鉛螯合物/介孔炭 (CuPbRes/C)，配比按照(NC+NG) (CuPbRes/C) = 5:l(mol/mol)稱取硝化棉、硝化甘油、銅鉛螯合物/介孔炭進行熱分解實驗，分解溫度比純組分分解峰溫度降低約6°C，分解熱增加 了四％。實施例2
配制lmol/L氯化銅和lmol/L氯化鉛混合溶液，配制2mol/L的水楊酸鈉水溶液。稱取 80g的介孔炭(介孔炭材料的比表面積為5(T2000 m2/g，孔容為0.0廣1.0 Cm3/g，孔徑分布 為廣50 nm)置于IL芳香酸鈉的水溶液，介孔炭的固含量為80g/L充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?。?攪拌條件下，將介孔炭和芳香酸鈉混合液加入到IL鉛鹽和銅鹽混合液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為 50°C，反應(yīng)物添加完畢后，靜置保溫為2小時，經(jīng)洗滌、過濾，在75°C干燥，得到銅鉛螯合物 /炭復(fù)合材料，銅鉛螯合物/炭復(fù)合材料的銅鉛螯合物晶粒尺寸小于lOOnm，其比表面積為 130 m2/g。將硝化棉NC(11.9%N )，硝化甘油(NG)，銅鉛螯合物/介孔炭(CuPbRes/C)，配比 按照(NC+NG) (CuPbRes/C) = 5:1 (mol/mol)稱取硝化棉、硝化甘油、銅鉛螯合物/介孔炭 進行熱分解實驗，其分解溫度比純組分分解峰溫度降低約6°C，分解熱增加了 28%。實施例3
配制1. 5mol/L硫酸銅和1. 5mol/L硫酸鉛混合溶液，配制3mol/L的鄰氨基苯甲酸鈉 溶液。稱取IOOg介孔炭(介孔炭材料的比表面積為5(T2000 m2/g，孔容為0.0廣1.0 cm3/ g，孔徑分布為廣50 nm)材料置于IL芳香酸鈉的水溶液，介孔炭的固含量為100g/L，充分 攪拌混合均勻。在攪拌條件下，將介孔炭和芳香酸鈉混合液加入到IL鉛鹽和銅鹽混合液 中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)物添加完畢后，靜置保溫為1小時，經(jīng)洗滌、過濾，在80°C干 燥，得到銅鉛螯合物/炭復(fù)合材料，銅鉛螯合物/炭復(fù)合材料的銅鉛螯合物晶粒尺寸小于 lOOnm，其比表面積為140 m2/g。將硝化棉NC(11.9%N )，硝化甘油(NG)，銅鉛螯合物/介孔 炭(CuPbRes/C)，配比按照(NC+NG) (CuPbRes/C) = 5:1 (mol/mol)稱取硝化棉、硝化甘油、 銅鉛螯合物/介孔炭進行熱分解實驗，分解溫度比純組分分解峰溫度降低約6°C，分解熱增 加了 30%。實施例4
配制0. lmol/L醋酸銅和0. lmol/L醋酸鉛混合溶液，配制0. 2mol/L的鄰苯二甲酸鈉溶 液。稱取80g的介孔炭(介孔炭材料的比表面積為5(T2000 m2/g，孔容為0.0廣1.0 cm3/g, 孔徑分布為廣50 nm)置于IL芳香酸鈉的水溶液，介孔炭的固含量為80g/L充分?jǐn)嚢杌旌?均勻。在攪拌條件下，將介孔炭和芳香酸鈉混合液加入到IL鉛鹽和銅鹽混合液中反應(yīng)，反 應(yīng)溫度為20°C，反應(yīng)物添加完畢后，靜置保溫為10小時，經(jīng)洗滌、過濾，在95°C干燥，得到銅 鉛螯合物/炭復(fù)合材料。實施例5
配制0. 8mol/L醋酸銅和0. 8mol/L醋酸鉛混合溶液，配制1. 6mol/L的鞣酸鈉水溶液。 稱取80g介孔炭(介孔炭材料的比表面積為5(T2000 m2/g，孔容為0.0廣1.0 Cm3/g，孔徑分 布為廣50 nm)置于IL芳香酸鈉的水溶液，介孔炭的固含量為80g/L，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颉?在攪拌條件下，將介孔炭和芳香酸鈉混合液加入到IL鉛鹽和銅鹽混合液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度 為80°C，反應(yīng)物添加完畢后，靜置保溫為1小時，經(jīng)洗滌、過濾，在70°C干燥，得到銅鉛螯合 物/炭復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟包括配制 Cu2+:Pb2+ (摩爾比)=1 1的銅鹽和鉛鹽的混合溶液A ；將芳香酸溶于氫氧化鈉溶液，配制成 芳香酸鈉水溶液B，芳香酸與Cu2+或1 2+的摩爾比為2 1 ；將介孔炭材料置于芳香酸鈉的水 溶液B，充分?jǐn)嚢韬蟮玫交旌先芤篊，介孔炭的固含量為40 100g/L ；在攪拌條件下，將C 加入到A溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為2(T80°C，反應(yīng)完畢后靜置保溫1-10小時，經(jīng)洗滌、過濾、 7(T95°C干燥后得到銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的述的銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于混 合溶液A中，銅鹽和鉛鹽的濃度為0. rimol/L ；芳香酸鈉水溶液B的濃度為0. 2 2mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述的芳香酸是鞣酸、鄰苯二甲酸、鄰氨基苯甲酸、水楊酸、雷鎖辛酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述的銅鹽是硫酸銅、氯化銅、硝酸銅、醋酸銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述的鉛鹽是硫酸鉛、氯化鉛、硝酸鉛、醋酸鉛。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于介 孔炭材料的比表面積為50 2000 m2/g，孔容為0.0廣1.0 Cm3/g，孔徑分布為廣50 nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料的制備方法，其步驟包括配制Cu2+:Pb2+(摩爾比)=11的銅鹽和鉛鹽的混合溶液A；將芳香酸溶于氫氧化鈉溶液，配制成芳香酸鈉水溶液B，芳香酸與Cu2+或Pb2+的摩爾比為2:1；將介孔炭材料置于芳香酸鈉的水溶液B，充分?jǐn)嚢韬蟮玫交旌先芤篊，介孔炭的固含量為40～100g/L；在攪拌條件下，將C加入到A溶液中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為20~80℃，反應(yīng)完畢后靜置保溫1-10小時，經(jīng)洗滌、過濾、70~95℃干燥后得到銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料。采用本發(fā)明所述的技術(shù)方制備得到銅鉛螯合物/介孔炭復(fù)合材料，具有分散性能好，不易二次團聚的優(yōu)點。
文檔編號B01J32/00GK102059142SQ201010561348
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月27日
發(fā)明者李裕, 柳來栓, 董秀芳 申請人:中北大學(xué)