高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑及其制備方法與流程

本發(fā)明屬于含能材料的催化劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

高氯酸銨(NH₄ClO₄，AP)是復(fù)合固體推進(jìn)劑中最常用的氧化劑，一般占固體推進(jìn)劑總量的70％～90％。對(duì)于高氯酸銨復(fù)合推進(jìn)劑而言，高氯酸銨在凝聚相的熱分解反應(yīng)對(duì)推進(jìn)劑燃速的影響非常顯著，不同壓力下的高氯酸銨高溫分解溫度與相應(yīng)壓力下的推進(jìn)劑燃速呈線性關(guān)系，高溫分解溫度越低，推進(jìn)劑的點(diǎn)火延遲時(shí)間越短，燃速越高。因此，降低高氯酸銨的熱分解溫度尤其是高溫階段的分解溫度，是提高固體推進(jìn)劑燃速的一個(gè)有效途徑。

高氯酸銨的熱分解性能可通過添加少量催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前研究較多的催化劑體系主要為納米過渡金屬氧化物，其金屬離子所具有的空軌道可以加速高氯酸銨低溫分解時(shí)ClO^4-到NH⁴⁺的電子轉(zhuǎn)移；而納米顆粒比表面積大，反應(yīng)活性中心多，可有效地促進(jìn)高氯酸銨在高溫階段的熱分解反應(yīng)，催化效果顯著。但由于納米顆粒表面能高，納米金屬氧化物在使用中極易發(fā)生團(tuán)聚形成二次粒子，大大降低其催化活性。為提高納米金屬氧化物的分散性，通常采用具有高比表面積的載體對(duì)其進(jìn)行負(fù)載。新型碳材料如碳納米管和石墨烯，因其具有極大的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性以及自身的可燃燒性和催化效果，成為負(fù)載納米金屬氧化物的最佳選擇。然而，碳基復(fù)合催化劑雖然表現(xiàn)出比單一納米金屬氧化物更好的催化效果，但納米顆粒主要負(fù)載在碳納米管和石墨烯的外表面，在使用中還是容易出現(xiàn)顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象。

為解決納米金屬氧化物的分散問題，提高高氯酸銨與催化劑的接觸面積，可將納米金屬氧化物顆粒高度分散在多孔碳基載體中，形成多孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架，有效地防止納米顆粒團(tuán)聚。并在此基礎(chǔ)上將高氯酸銨負(fù)載到復(fù)合骨架的孔道內(nèi)，孔道的空間限制作用使高氯酸銨處于納米尺度。在此碳基復(fù)合催化劑體系中，納米金屬氧化物顆粒與高氯酸銨同時(shí)負(fù)載在多級(jí)孔碳載體內(nèi)部，可實(shí)現(xiàn)納米金屬氧化物與高氯酸銨在載體中的高度分散以及在納米尺度下的充分接觸與反應(yīng)，可顯著提高納米金屬氧化物的催化活性。而且，高氯酸銨粒徑越小，比表面積越大，越有利于在凝聚相的熱分解反應(yīng)。

在上述碳基復(fù)合催化劑所用載體的選擇上，三維有序大孔-介孔碳載體材料被認(rèn)為是一種理想的催化劑載體。其特殊的三維大孔-介孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)既能作為載體提高納米催化劑的分散性，又能作為納米反應(yīng)空間將高氯酸銨限制在納米尺度，還能為高氯酸銨分解后的氣相反應(yīng)物提供更高效的傳輸與擴(kuò)散通道。此外，碳材料自身優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性以及可燃燒性，不僅有利于高氯酸銨熱分解過程中的電子轉(zhuǎn)移和熱量傳遞，還可增大反應(yīng)的表觀分解熱。目前還沒有這種高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔/金屬氧化物復(fù)合催化劑的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑的制備方法；

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑。

本發(fā)明的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑，是以三維有序大孔-介孔碳為載體材料，首先通過基于多組分共組裝的軟/硬雙模板法將納米金屬氧化物顆粒高度分散在碳載體中，得到三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架，再經(jīng)過滴加浸漬將高氯酸銨負(fù)載到復(fù)合骨架的孔道內(nèi)部，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔/金屬氧化物復(fù)合催化劑。

為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟A：將甲階酚醛樹脂的乙醇溶液與三嵌段共聚物的乙醇溶液在室溫下混合均勻；然后滴加金屬前驅(qū)體的乙醇溶液，室溫下攪拌均勻，得到混合溶液；

步驟B：將混合溶液滴加到SiO₂膠體晶體上并使之浸漬在混合溶液中，室溫下靜置揮發(fā)有機(jī)溶劑，得到復(fù)合物；

步驟C：將復(fù)合物置于烘箱中加熱，使甲階酚醛樹脂熱固化；然后在N₂氣氛下煅燒去除三嵌段共聚物并使甲階酚醛樹脂碳化；接著用NaOH溶液浸泡去除SiO₂膠體晶體，去離子水清洗后烘干，得到三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架；

步驟D：將高氯酸銨的丙酮飽和溶液滴加在所述的三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架表面，烘干后得到所述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的甲階酚醛樹脂的乙醇溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％；所述的三嵌段共聚物選自Pluronic F127或Pluronic P123。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的甲階酚醛樹脂與三嵌段共聚物的質(zhì)量之比為1～2:1。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的金屬前驅(qū)體選自過渡金屬硝酸鹽或乙酰丙酮鹽；所述的過渡金屬硝酸鹽選自Fe(NO₃)₃·9H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、Mn(NO₃)₂·4H₂O或Cu(NO₃)₂·2H₂O中的一種；所述的乙酰丙酮鹽選自Co(acac)、Fe(acac)₃、Ni(acac)或Cu(acac)中的一種。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，金屬前驅(qū)體溶液的乙醇溶液的摩爾濃度為0.4～2.33mol/L。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的熱固化的溫度為70℃～120℃，熱固化時(shí)間為4～12小時(shí)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的煅燒的溫度為500℃～800℃，煅燒時(shí)間為2～3小時(shí)，600℃以下時(shí)升溫速率為1～2℃/min，600℃以上時(shí)升溫速率為4～5℃/min。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是，NaOH溶液的摩爾濃度為1mol/L～2mol/L，浸泡溫度為50℃～70℃，浸泡時(shí)間為1～3天；步驟D中所述的烘干溫度為50℃～70℃。

本發(fā)明還提供了采用所述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑的制備方法制備而成的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑，其以三維有序大孔-介孔碳為載體材料，同時(shí)負(fù)載納米金屬氧化物顆粒和高氯酸銨而形成的復(fù)合催化劑。

在上述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑中，所述的高氯酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～80％；納米金屬氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～10％，納米金屬氧化物顆粒尺寸為10～50nm；所述的納米金屬氧化物為Co₃O₄、CoO、MnO₂、CuO、Fe₂O₃、NiO中的任一種。

下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋和說明。

在上述的制備方法中，甲階酚醛樹脂作為碳源，三嵌段共聚物作為軟模板，SiO₂膠體晶體作為硬模板。

在上述的步驟B中，將混合溶液滴加到SiO₂膠體晶體上并使之浸漬在混合溶液中，室溫下靜置揮發(fā)有機(jī)溶劑，得到復(fù)合物；此過程甲階酚醛樹脂和三嵌段共聚物在溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)作用下，經(jīng)多組分共組裝在SiO₂膠體晶體的空隙處形成介孔結(jié)構(gòu)。

在上述的步驟B中，將混合溶液分三次左右，對(duì)SiO₂膠體晶體進(jìn)行3次左右的浸漬即，SiO₂膠體晶的用量一般1.0～1.5g，并使之浸漬在混合溶液中，室溫下靜置揮發(fā)有機(jī)溶劑，揮發(fā)后再浸漬，重復(fù)約3次，得到復(fù)合物。

在上述的步驟B中，所述的SiO₂膠體晶體的孔徑為185～450nm。

在上述的步驟C中，在N₂氣氛下煅燒去除三嵌段共聚物并使甲階酚醛樹脂碳化，此過程中納米金屬氧化物顆粒從孔壁內(nèi)開始原位生長，滲入孔道并均勻分散在多級(jí)孔碳基載體內(nèi)部。

在上述的步驟D中，將高氯酸銨的丙酮飽和溶液滴加在所述的三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架表面，此過程中高氯酸銨的丙酮飽和溶液在重力作用下自行擴(kuò)散并滲入孔壁內(nèi)層，溶劑揮發(fā)過程進(jìn)一步加速高氯酸銨在骨架內(nèi)的擴(kuò)散，最后高氯酸銨在孔道內(nèi)結(jié)晶析出，與孔壁上的納米過渡金屬氧化物顆粒緊密接觸，烘干后得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑。通過控制滴加次數(shù)，可以調(diào)節(jié)高氯酸銨的填充量。

本發(fā)明提供的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑，它是以三維有序大孔-介孔碳為載體材料，同時(shí)負(fù)載納米金屬氧化物顆粒和高氯酸銨而形成的復(fù)合催化劑，其中的納米金屬氧化物顆粒、納米尺寸的高氯酸銨及碳基骨架均對(duì)高氯酸銨的熱分解和燃燒反應(yīng)有催化作用，有望產(chǎn)生較好的正協(xié)同催化效應(yīng)，大幅度降低高氯酸銨的高溫?zé)岱纸鉁囟?，極大地提高表觀放熱量。

在上述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑中，高氯酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～80％。在此質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下，三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架對(duì)高氯酸銨的負(fù)載效果最好。

在上述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑中，高氯酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和納米金屬氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可據(jù)高氯酸銨和金屬前驅(qū)體的使用量，可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制。

在上述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑中，納米金屬氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～10％，納米金屬氧化物顆粒尺寸為10～50nm。納米金屬氧化物的含量和顆粒尺寸可直接影響復(fù)合催化劑的性能。

在上述的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑中，所述的三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合骨架中，三維有序大孔-介孔碳載體的大孔呈面心立方結(jié)構(gòu)排列，孔徑為170～430nm，大孔之間通過窗口相互連通，為物質(zhì)的傳輸與擴(kuò)散提供更高的效率。分布在大孔壁上的介孔孔徑為10～30nm，不僅使載體具有極高的比表面積，還可作為高氯酸銨分解后氣相反應(yīng)物擴(kuò)散的通道。每個(gè)大孔空間都可以認(rèn)為是一個(gè)納米尺度的反應(yīng)空間，在負(fù)載納米催化劑顆粒后仍有足夠空間內(nèi)嵌高氯酸銨，并發(fā)揮空間限制效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高氯酸銨的納米化。其良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性有利于高氯酸銨熱分解過程中的電子轉(zhuǎn)移和熱量傳遞。因此，三維有序大孔-介孔碳載體在高氯酸銨內(nèi)嵌的多孔碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑的設(shè)計(jì)上表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果：

本發(fā)明提供了一種高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑，它是以三維有序大孔-介孔碳為載體材料，同時(shí)負(fù)載納米金屬氧化物顆粒和高氯酸銨而形成的復(fù)合催化劑，以實(shí)現(xiàn)納米金屬氧化物與高氯酸銨在載體中的高度分散以及在納米尺度下的充分接觸與反應(yīng)。本發(fā)明所制備的高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑對(duì)高氯酸銨的熱分解有顯著的催化效果，可大幅度降低高氯酸銨的高溫?zé)岱纸鉁囟?，并極大地提高表觀放熱量。實(shí)驗(yàn)所用純高氯酸銨的高溫分解峰溫為432.7℃，表觀放熱量為657.33J/g，復(fù)合物與之相比，分解峰溫一般可降低60℃～150℃，表觀放熱量可提高至3041.69J/g。

附圖說明

圖1為高氯酸銨內(nèi)嵌的碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑的結(jié)構(gòu)示意圖，1-高氯酸銨，2-納米金屬氧化物顆粒，3-三維有序大孔-介孔碳載體；

圖2為大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架的SEM照片；

圖3為大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架的TEM照片；

圖4為大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架的XRD譜圖；

圖5為高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑SEM照片，孔徑320nm，高氯酸銨含量為60wt％；

圖6為高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/金屬氧化物復(fù)合催化劑DSC譜圖，孔徑320nm；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說明。

實(shí)施例1：

高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，金屬前驅(qū)體為Fe(NO₃)₃·9H₂O，高氯酸銨含量為30wt％。

在室溫下取1.0g的Pluronic F127溶于14.0g無水乙醇，與10.0g的甲階酚醛樹脂的乙醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)攪拌混合均勻；然后將摩爾濃度為1.0mol/L的Fe(NO₃)₃·9H₂O乙醇溶液滴入上述溶液，攪拌均勻后得呈深藍(lán)黑色的混合溶液。

將混合溶液滴加在微球尺寸為335nm的SiO₂膠體晶體上使之浸漬在混合溶液中，室溫靜置待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，得到復(fù)合物。

將復(fù)合物置于烘箱中于70℃下熱固化4小時(shí)后，在管式爐中N₂氣氛下于600℃煅燒3小時(shí)，升溫速率為1℃/min，再經(jīng)摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液于50℃下浸泡1天，去離子水清洗烘干后得到大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架。大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架的SEM照片如圖2所示，其TEM照片如圖3所示，其XRD譜圖如圖4所示。

取45mg高氯酸銨溶于丙酮配置飽和溶液，反復(fù)多次滴加在100mg的大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架表面，室溫靜置至丙酮完全揮發(fā)，在65℃空氣中進(jìn)一步干燥，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，高氯酸銨含量約為30wt％。

圖6的DSC分析顯示復(fù)合催化劑只有高溫分解峰，放熱峰溫為296.9℃，比純高氯酸銨降低135.8℃，表觀放熱量為873.89J/g，比純高氯酸銨提高216.56J/g。

實(shí)施例2：

高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，金屬前驅(qū)體為Fe(NO₃)₃·9H₂O，高氯酸銨含量為60wt％，其SEM照片如圖5所示。

在室溫下取1.0g的Pluronic F127溶于14.0g無水乙醇，加入10.0g的甲階酚醛樹脂乙醇溶液，攪拌至均勻。將摩爾濃度為1.0mol/L的Fe(NO₃)₃·9H₂O乙醇溶液滴入上述溶液，攪拌均勻后得到呈深藍(lán)黑色的混合溶液。

將混合溶液滴加在微球尺寸為335nm的SiO₂膠體晶體上使之浸漬在溶液中，室溫靜置待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，得到復(fù)合物。

將復(fù)合物置于烘箱中于70℃下熱固化4小時(shí)后，在管式爐中N₂氣氛下于600℃煅燒3小時(shí)，升溫速率為1℃/min，再經(jīng)摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液于50℃下浸泡1天，去離子水清洗烘干后得到大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架。大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架的SEM照片如圖2所示，其TEM照片如圖3所示，其XRD譜圖如圖4所示。

取150mg高氯酸銨溶于丙酮配置飽和溶液，反復(fù)多次滴加在100mg的大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架表面，室溫靜置至丙酮完全揮發(fā)，在65℃空氣中進(jìn)一步干燥，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，高氯酸銨含量約為60wt％。

圖6的DSC分析顯示復(fù)合催化劑只有高溫分解峰，放熱峰溫為311.6℃，比純高氯酸銨降低121.1℃，表觀放熱量為3041.69J/g，比純高氯酸銨提高2384.36J/g。

實(shí)施例3：

高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，金屬前驅(qū)體為Fe(NO₃)₃·9H₂O，高氯酸銨含量為80wt％。

在室溫下取1.0g的Pluronic F127溶于14.0g無水乙醇，與10.0g的甲階酚醛樹脂的乙醇溶液攪拌混合均勻；然后將摩爾濃度為1.0mol/L的Fe(NO₃)₃·9H₂O乙醇溶液滴入上述溶液，攪拌均勻后得呈深藍(lán)黑色的混合溶液。

將混合溶液滴加在微球尺寸為335nm的SiO₂膠體晶體上使之浸漬在混合溶液中，室溫靜置待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，得到復(fù)合物。

將復(fù)合物置于烘箱中于70℃下熱固化4小時(shí)后，在管式爐中N₂氣氛下于600℃煅燒3小時(shí)，升溫速率為1℃/min，再經(jīng)摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液于50℃下浸泡1天，去離子水清洗烘干后得到大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架。大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架的SEM照片如圖2所示，其TEM照片如圖3所示，其XRD譜圖如圖4所示。

取400mg高氯酸銨溶于丙酮配置飽和溶液，反復(fù)多次滴加在100mg的大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架表面，室溫靜置至丙酮完全揮發(fā)，在65℃空氣中進(jìn)一步干燥，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，高氯酸銨含量約為80wt％。

圖6的DSC分析顯示復(fù)合催化劑有兩個(gè)分解峰，放熱峰溫分別為329.8℃和361.4℃，分別比純高氯酸銨降低102.9℃和71.3℃，表觀放熱量為2778.2J/g，比純高氯酸銨提高2120.87J/g。

實(shí)施例4：

高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/CoO復(fù)合催化劑，金屬前驅(qū)體為Co(NO₃)₂·6H₂O，高氯酸銨含量為60wt％。

在室溫下取1.0g的Pluronic F127溶于14.0g無水乙醇，加入10.0g的甲階酚醛樹脂乙醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，攪拌至均勻；然后將摩爾濃度為1.0mol/L的Co(NO₃)₂·6H₂O乙醇溶液滴入上述溶液，攪拌均勻后得到呈深紫色的混合溶液。

將混合溶液滴加在微球尺寸為335nm的SiO₂膠體晶體上使之浸漬在溶液中，室溫靜置待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，得到復(fù)合物。

將復(fù)合物在烘箱中于120℃熱固化12小時(shí)后，在管式爐中N₂氣氛下于500℃煅燒4小時(shí)，升溫速率為1℃/min，再經(jīng)摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液于70℃下浸泡2天，去離子水清洗烘干后得到大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架。

取150mg高氯酸銨溶于丙酮配置飽和溶液，反復(fù)多次滴加在100mg的大孔-介孔碳/CoO復(fù)合骨架表面，室溫靜置至丙酮完全揮發(fā)，在60℃空氣中進(jìn)一步干燥，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/CoO復(fù)合催化劑，高氯酸銨含量約為60wt％。

圖6的DSC分析顯示復(fù)合催化劑只有高溫分解峰，放熱峰溫為304.8℃，比純高氯酸銨降低127.9℃，表觀放熱量為2214.86J/g，比純高氯酸銨提高1557.53J/g。

實(shí)施例5：

高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/NiO復(fù)合催化劑，金屬前驅(qū)體為Ni(NO₃)₂·6H₂O，高氯酸銨含量為60wt％。

在室溫下取1.0g的Pluronic F127溶于14.0g無水乙醇，加入10.0g的甲階酚醛樹脂乙醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，攪拌至均勻；然后將摩爾濃度為1.0mol/L的Ni(NO₃)₂·6H₂O乙醇溶液滴入上述溶液，攪拌均勻后得到呈綠色的混合。

將混合溶液滴加在微球尺寸為335nm的SiO₂膠體晶體上使之浸漬在溶液中，室溫靜置待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，得到復(fù)合物。

將復(fù)合物置于烘箱中于80℃熱固化12小時(shí)后，在管式爐中N₂氣氛下于600℃煅燒3小時(shí)，升溫速率為1℃/min，再經(jīng)摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液于70℃下浸泡2天，去離子水清洗烘干后得到大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/NiO復(fù)合骨架。

取150mg高氯酸銨溶于丙酮配置飽和溶液，反復(fù)多次滴加在100mg的大孔-介孔碳/NiO復(fù)合骨架表面，室溫靜置至丙酮完全揮發(fā)，在60℃空氣中進(jìn)一步干燥，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/NiO復(fù)合催化劑，高氯酸銨含量約為60wt％。

圖6的DSC分析顯示復(fù)合催化劑只有高溫分解峰，放熱峰溫為321.5℃，比純高氯酸銨降低111.2℃，表觀放熱量為2811.32J/g，比純高氯酸銨提高2153.99J/g。

實(shí)施例6：

高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，金屬前驅(qū)體為Fe(acac)₃，高氯酸銨含量為60wt％。

在室溫下取0.2g的Pluronic F127溶于2.0g無水乙醇，加入2.0g的甲階酚醛樹脂乙醇溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％)，攪拌至均勻；然后將摩爾濃度為0.5mol/L的Fe(acac)₃乙醇溶液滴入上述溶液，攪拌均勻后得到呈深紅褐色的混合溶液。

將混合溶液滴加在微球尺寸為335nm的SiO₂膠體晶體上使之浸漬在溶液中，室溫靜置待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)得到復(fù)合物。

復(fù)合物置于烘箱中于100℃熱固化10小時(shí)后，在管式爐中N₂氣氛下于600℃煅燒3小時(shí)，升溫速率為1℃/min，再經(jīng)摩爾濃度為2mol/L的NaOH溶液于50℃下浸泡2天，去離子水清洗烘干后得到大孔尺寸為320nm的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架。

取150mg高氯酸銨溶于丙酮配置飽和溶液，反復(fù)多次滴加在100mg的大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合骨架表面，室溫靜置至丙酮完全揮發(fā)，在60℃空氣中進(jìn)一步干燥，得到高氯酸銨內(nèi)嵌的三維有序大孔-介孔碳/Fe₂O₃復(fù)合催化劑，高氯酸銨含量約為60wt％。

DSC分析顯示復(fù)合催化劑只有高溫分解峰，放熱峰溫為312.8℃，比純高氯酸銨降低119.9℃，表觀放熱量為2751.29J/g，比純高氯酸銨提高2093.96J/g。

盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。