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Exploring the Roles of ZIF-67 as an Energetic Additive in the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate

高氯酸铵 分解 热分解 催化作用 化学 推进剂 化学分解过程 化学工程 化学分解 复合数 无机化学 材料科学 有机化学 复合材料 工程类
作者
Xiao-ge Han,Linyu Zhou,Shaobo Cao,Liang‐Liang Zhang,Guolei Xiang,Jian‐Feng Chen
出处
期刊:Energy & Fuels [American Chemical Society]
卷期号:35 (5): 4447-4456 被引量:24
标识
DOI:10.1021/acs.energyfuels.0c03878
摘要

Energetic additives can effectively increase the heat release of ammonium perchlorate (AP) decomposition to prevent nonenergetic additives from decreasing the energy density of composite solid propellants. However, the roles of energetic additives are unclear due to their complex changes in the decomposition process. Using ZIF-67 as a model energetic additive, we investigate its roles and catalytic processes in the decomposition of AP, especially the effect on heat release. We find that the decomposition process includes two periods: low-temperature oxidation of ZIF-67 by AP and high-temperature catalytic decomposition of excess AP. The oxidation of ZIF-67 can release a mass of heat and provide oxidation products for catalytic decomposition of excess AP. Meanwhile, the heat release of excess AP is increased to 2.33 times compared with pure AP (1.83 vs 0.78 kJ·g–1), and the relationship between heat release and the content of ZIF-67 is quantified. Our results provide new insights into the roles of MOFs in enhancing the thermal decomposition of AP.
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