[发明专利]一种粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料的制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料的制备方法与应用。其制备方法包括S1、制备N‑TiO₂复合材料；S2、粉煤灰进行预处理后与NaOH固体混合后高温煅烧得到碱熔融后灰；S3、将N‑TiO₂复合材料与碱熔融后灰加去离子水混合后进行老化；S4、将老化后的物料进行晶化、过滤、洗涤、干燥后得到粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料。本发明制备的材料实现了对飞行器尾焰的红外辐射的抑制；设计颗粒喷管向尾焰中心喷射，使沸石颗粒与尾焰气体充分混合，利用其强吸附性吸附尾焰的高发射率辐射气体，改变其气体辐射特性，达到辐射波段处于探测范围之外，并通过光照负载二氧化钛对未燃可燃气体进行催化氧化，防止复燃。

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料的制备方法与应用，属于材料技术领域。

背景技术

粉煤灰是火力发电厂的煤粉经悬浮态燃烧后，形成细小液滴，经过炉尾时急速冷却形成细小颗粒物，后被除尘器收集得到粉煤灰。粉煤灰作为固体废弃物的一种，年产量达到6～7亿吨，而综合利用率却不高，为实现其高值化利用，通常将粉煤灰制成沸石分子筛用于各个领域。

TiO₂做为最常用的光催化剂具有价格相对低廉且光催化性能良好的特点，但一方面，TiO₂可见光活性不大，因此通常对其进行改性，改性方式主要包括金属掺杂改性、非金属掺杂改性、半导体复合等方式，其中N掺杂改性可以有效较低其带隙宽度，从而提升其可见光活性。另一方面，TiO₂是固体细粉末状，反应后具有难收集的缺点，因此通常将其负载在载体上再进行反应。粉煤灰合成的沸石分子筛因其孔道结构多、表面积大、吸附性能良好等特点，可充当纳米TiO₂的载体，目前多用的负载方式包括溶胶-凝胶法、浸渍法、溅射法等，但均需要在合成沸石后，通过一系列化学试剂、负载方法将其负载上去，成本较高且操作复杂。

飞行器的运用对于现代战争起着决定性的作用，对国家的军事力量和世界格局变化有着重大影响。50％以上的制导导弹采用红外制导，根据资料表明，红外制导的空空导弹与雷达制导的导弹相比，击落目标是其三倍，红外探测跟踪技术对飞行器带来极大威胁，如何能实现避开红外探测跟踪技术的跟踪是需要解决的技术问题。

传统的粉煤灰基沸石/N-TiO₂复合材料的制备技术需要在合成沸石分子筛后，经过一系列操作步骤将其负载上去，成本较高，且操作步骤复杂；传统的原料通常为化学试剂充当硅铝源，有一定成本；粉煤灰的应用领域中利用价值不高；飞行器尾焰的红外辐射抑制方式与所用材料，对颗粒的布置方式研究较少，结构设计优化参考资料较少，对颗粒材料的研究评价指标较为单一，抗红外方式分析方法简单，总体发展较为缓慢，红外抑制材料成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料的制备方法，制备出了用于飞行器尾焰红外辐射抑制的新型材料，即粉煤灰基沸石/N-TiO₂复合材料，实现在粉煤灰合成沸石的同时将N-TiO₂负载上去的目的，并在反应过程中加以微波辅助加热，节省了反应时间。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1、制备N-TiO₂复合材料；

S2、粉煤灰进行预处理后与NaOH固体混合后高温煅烧得到碱熔融后灰；

S3、将N-TiO₂复合材料与碱熔融后灰加去离子水混合后进行老化；

S4、将步骤S3老化后的物料进行晶化、过滤、洗涤、干燥后得到粉煤灰基飞行器尾焰红外抑制材料。