[发明专利]一种石墨烯基含能MOFs及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯基含能MOFs及其制备方法，该方法将石墨烯‑有机酸金属配合物超声分散于甲醇中，将1,1’‑二羟基‑5,5’‑联四唑二羟胺盐基金属配合物溶解于DMF中，将两种溶液搅拌混合，置于不锈钢高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，于180℃～200℃下反应48～60h，待冷却至室温后，过滤、洗涤、冷冻干燥得到石墨烯基含能MOFs。本发明的石墨烯基含能MOFs实现了石墨烯‑有机酸金属配合物的含能化，合成得到的石墨烯基含能MOFs作为燃烧催化剂时，不仅保持了较好的燃烧催化性能，还克服了惰性催化剂使固体推进剂能量降低的弊端，可作为功能型含能燃烧催化剂使用。

技术领域

本发明属于固体推进剂领域，涉及燃烧催化剂，具体涉及一种石墨烯基含能MOFs及其制备方法。

背景技术

固体推进剂是火箭导弹战术武器的动力能源，其性能直接影响导弹和武器的射程、运载能力和生存能力。燃烧催化剂是固体推进剂中不可或缺的功能组分，是改善固体推进剂燃烧性能的技术关键。

固体推进剂可以分为以高氯酸铵(AP)为氧化剂的复合推进剂和以硝化甘油/硝化棉(NG/NC)为主要能量组分的双基系推进剂。二茂铁及其衍生物是复合固体推进剂中的常用氧化剂，金属镍粉作为功能助剂少量添加于双基系推进剂中可显著提升燃速。但是，二茂铁类燃速催化剂易于迁移和挥发的特性，会使得推进剂的燃烧稳定性显著降低。此外，上述惰性材料的使用会使得推进剂的能量降低。因此，在保障催化燃烧性能的同时，提升固体推进剂的能量水平以及燃烧稳定性是燃烧催化剂设计、合成亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种石墨烯基含能MOFs及其制备方法，解决现有技术中的燃烧催化剂在保障催化燃烧性能的基础上，燃烧催化剂对固体推进剂的能量水平以及燃烧稳定性有待进一步提升的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种石墨烯基含能MOFs，所述的石墨烯基含能MOFs的结构式为：

式中，T＝Ni或Fe；

表示还能够连接n个基团，n＝0或大于等于1的正整数。

优选的，n＝0～3。

本发明还保护一种石墨烯基含能MOFs的制备方法，该方法将石墨烯-有机酸金属配合物超声分散于甲醇中，将1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐基金属配合物溶解于DMF中，将两种溶液搅拌混合，置于不锈钢高压反应釜的聚四氟乙烯内衬中，于180℃～200℃下反应48～60h，待冷却至室温后，过滤、洗涤、冷冻干燥得到石墨烯基含能MOFs。

本发明还具有如下技术特征：

该方法制得的石墨烯基含能MOFs为如上所述的石墨烯基含能MOFs。

其中，石墨烯-有机酸金属配合物与1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐基金属配合物的质量比为(0.1～10):1；

DMF与甲醇的体积比为1:(1～5)。

优选的，石墨烯-有机酸金属配合物与1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐基金属配合物的质量比为(1～2):1；

DMF与甲醇的体积比为1:3。

所述的石墨烯-有机酸金属配合物为石墨烯-没食子酸金属配合物或石墨烯-单宁酸金属配合物。

具体的，所述的石墨烯-有机酸金属配合物的制备方法为：