纳米铝粉在环氧丙烷快速反应催化机理研究

【摘要】：本文从实验和理论两个方面研究了入射激波作用条件下，纳米铝粉在环氧丙烷快速反应机理中的催化作用。依据测定的多个反应产物的出现时间、光谱辐射强度及反应动力学计算，研究了纳米铝粉催化环氧丙烷快速反应机理，并与纯环氧丙烷、微米铝粉作用下环氧丙烷的反应机理进行对比研究。这一研究结果以期对新型燃料空气炸药及其爆炸机理的研究提供新的实验数据。本文从实验和理论两方面进行了较为深入系统地研究。主要研究内容包括： 1．通过自行设计光路分光装置，实现了多台单色谱仪与像增强型电荷耦合器(ICCD)对环氧丙烷快速反应中间产物数据的同步采集，使实验操作简单、灵活，采集所得数据丰富可靠。 2．在爆炸激波管内，对入射激波诱导下的环氧丙烷爆炸特性进行了实验研究。测定了环氧丙烷快速反应中，几个重要中间产物H、CO、CO_2、O、CH_2O和H_2O的出现时间。实验中测定的多个反应产物的出现时间，给出了环氧丙烷快速反应过程中中间反应产物出现的顺序，并进行了动力学计算，分析了反应机理的动力学特征。 3．研究了不同入射激波强度下环氧丙烷快速反应机理。研究结果表明，随入射激波强度增加，中间反应产物出现时间缩短。当入射激波马赫数大于4个马赫时，快速反应过程中多个中间反应产物出现时间明显减小。这表明入射激波强度对其快速反应有明显作用。这一结果可以为气相条件下，含纳米铝粉环