بررسی فعالیت کاتالیزوری نانوذرات اکسید سریم بر تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 7، دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 44، خرداد 1397، صفحه 85-95   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

اسماعیل ایومن^{* 1}؛ شهرداد ارسطو²؛ مرجان تحریری³؛ مژگان تحریری⁴

¹کارشناس ارشد زنجیره آتش/صنایع دفاع

²دانشکده علوم زیست شناسی، مجتمع میکروبیولوژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم، ایران

³دانشکده علوم کاربردی-گروه آموزشی شیمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، اصفهان، ایران

⁴دانشکده علوم پایه-شیمی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات تهران، تهران، ایران

چکیده

چکیده
در این تحقیق، تجزیه گرمایی نانوکامپوزیت‌های حاوی آمونیوم پرکلرات و نانوذرات CeO2 تجاری بررسی شده است. مشخصات نانوذرات CeO2 با روش‌های مشخصه‌یابی XRD و TEM بررسی شده است. آنالیز TEM نشان می‌دهد که اندازه بیشتر نانوذرات CeO2 در محدوده nm30-10 است. فعالیت کاتالیزوری نانوذرات CeO2 بر تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات با آنالیزهای گرمایی DSC و TGA بررسی شده است. نتایج دلالت بر این دارند که فعالیت کاتالیزوری نانوذرات CeO2 قابل توجه است و دمای تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات را کاهش و گرمایی حاصل از تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات را افزایش می‌دهند. به طوری که با اضافه کردن 2% وزنی از نانوذرات CeO2 دمای تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات از C°89/423 به C°89/330 کاهش پیدا می‌کند. همچنین، با اضافه کردن 2% وزنی از نانوذرات CeO2 به آمونیوم پرکلرات، گرمای حاصل از تجزیه از J/g835 به J/g22/1517 افزایش پیدا می‌کند.


واژه‌های کلیدی:
نانوذرات CeO2، فعالیت کاتالیزوری، آمونیوم پرکلرات، تجزیه گرمایی.

کلیدواژه‌ها

نانوذرات CeO2؛ فعالیت کاتالیزوری؛ آمونیوم پرکلرات؛ تجزیه گرمایی

مراجع

 

[1]    L. J. Chen, G. S. Li & L. P. Li, “CuO Nanocrystals in Thermal Decomposition of Ammonium Perchorate Stabilization, Structural Characterization and Catalytic Activities”, Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 2, pp. 581-587, 2008.

 

[2]    W. Jun, H. Shanshan, L. Zhanshuang, J. Xiaoyan, Z. Milin & J. Zhaohua, “Self-Assembled CuO Nanoarchitectures and Their Catalytic Activity in the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Colloid Polym Sci, Vol. 20, pp. 853-858, 2009.

 

[3]    John & J. Christopher, Chemistry of Pyrotechnics Basic Principles and Theory, 2rd ed, pp. 72, CRC Press, 2011.

 

[4]    N. B. Singh & A. K. Ojha, “Co-Precipitation of a Mixture of CuO and Cr₂0₃ Through NaN0₃-KN0₃ Eutectic Mixture and its Catalytic Activity”, Indian Journal of chemistry, Vol. 6, pp. 2475-2479, 2002.

 

[5]    E. L. Sherbiny, I. M. Salih & E. Reicha, “Green Synthesis of Densely Dispersed and Stable Silver Nanoparticles Using Myrrh Extract and Evaluation of Their Antibacterial Activity”, Journal of Nanostructure in Chemistry, Vol. 8, pp. 1-7, 2013.

 

[6]    H. Maddah, M. Rezazadeh, M. Maghsoudi & S. NasiriKokhan, “The Effect of Silver and Aluminum Oxide Nanoparticles on Thermophysical Properties of Nanofluids”, Journal of Nanostructure in Chemistry, Vol. 8, pp. 1-6, 2013.

 

[7]    D. Hongzhen, L. Xiangyang, L. Guanpeng & X. Lei, “Synthesis of Co Nanoparticles and Their Catalytic Effect on the Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Chin J Chem Eng, Vol. 16, pp. 325–328, 2008.

 

[8]    S. J. Satyawati, R. P. Prajakta & N. V. Krishnamurthy, “Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate in the Presence of Nano-sized Ferric Oxide”, Defense Science Journal, Vol. 58, pp. 721–727, 2008.

 

[9]    H. Duan, X. Lin, G. Liu, L. Xu & F. Li, “Synthesis of Ni Nanoparticles and Their Catalytic Effect on the Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Materials Processing Technology, Vol. 208, pp. 494–498, 2008.

 

[10]    س. حسینی، ا. ایومن، ا. قوی و ن. سلیمانی، "سنتزنانوذرات اکسیدمس به روش خردایشی و بررسی فعالیت کاتالیزوری آنها برتجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات"، سومین همایش سراسری کاربردهای دفاعی علوم نانو، تهران، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، آذر 1392.

 

[11]    س. حسینی، ع. زارعی، ا. قوی و ا. ایومن، "بررسی اثراندازه ذره و مرفولوژی نانواکسیدآهن بررفتاراحتراقی آمونیوم پرکلرات"، سومین همایش سراسری کاربردهای دفاعی علوم نانو، تهران، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، آذر 1392.

 

[12] S. G. Hosseini, A. Ghavi, S. H. M. Shariaty, F. Agend & E. Auman, “Synthesis of Fe₂O₃ Nanoparticles by Planetary Ball Mill Method and Their Catalytic Activity in the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Conference on Nanostructures (ICNS5), Kish Island, Iran, 2014.

 

[13] E. Alizadeh Gheshlaghi, B. Shaabani, A. Khodayari, Y. Azizian Kalandaragh & R. Rahimi, “Investigation of the Catalytic Activity of Nano-Sized CuO, Co₃O₄ and CuCo₂O₄ Powders on Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Powder Technology, Vol. 217, pp. 330-339, 2011.

 

[14] C. Lijuan, L. Liping & L. Guangshe, “Synthesis of CuO Nanorods and Their Catalytic Activity in the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Alloys and Compounds, Vol, 31, pp. 532-536, 2007.

 

[15] L. J. Chen, G. S. Li & L. P. Li, “CuO Nanocrystals in Thermal Decomposition of Ammonium Perchorate Stabilization, Structural Characterization and Catalytic Activities”, Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 2, pp. 581-587, 2008.

 

[16] W. Jun, H. Shanshan, L. Zhanshuang, J. Xiaoyan, Z. Milin & J. Zhaohua, “Self-Assembled CuO Nanoarchitectures and Their Catalytic Activity in the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Colloid Polym Sci, Vol. 20, pp. 853-858, 2009.

 

[17] P. X. Huang, F. Wu, B. L. Zhu, G. R. Li, Y. L. Wang, X. P. Gao, H. Y. Zhu & T. Y. Yan, “Physiochemical and Electrical Properties of Praseodymium Oxides”, J Phys Chem B, Vol. 110, pp. 1614–20, 2006.

 

[18] B. A. Panda, G. Glaspell & S. M. El-Shall, “Microwave Synthesis and Optical Properties of Uniform Nanorods and Nanoplates of Rare Earth Oxides”, J Phys Chem C, Vol. 111, pp. 1861-1864, 2007.

 

[19] S. Singh, P. Srivastava, I. P. S. Kapoor & G. Singh, “Preparation, Characterization, and Catalytic Activity of Rare Earth Metal Oxide Nanoparticles”, J Therm Anal Calorim, Vol 111, pp. 1073-1082, 2013.

 

[20] T. Liu, L. Wang, P. Yang & B. Hu, “Preparation of Nanometer CuFe₂O₄ by Autocombustion and its Catalytic Activity on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, Mater Lett, Vol. 62, pp. 4056–4058, 2008.

 

[21]    ا. ایومن، ه. احمدوند، ا. قوی و س. حسینی، "مروری بر کاربرد نانو کاتالیست های اکسید فلزی بر تجزیه حرارتی آمونیوم پرکلرات"، نشریه تحقیق و توسعه مواد پرانرژی، سال نهم شماره 3، ص. 3-14، پاییز 1392.

 

[22] V. V. Boldyrev, “Review Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate”, ThermochimicaActa, Vol. 443, pp. 1–36, 2006.

 

[23] T. Seiyama, M. Egashira & M. Iwamoto, “Some Theoretical Problem of Catalysis”, Tokyo: University of Tokyo Press, 1973.