氧化铜反应活性研究+文献综述(3)
1.3.2.1 氧化铜的理化性质
氧化铜（CuO），相对分子质量79.5，密度6.3～6.9 g/cm3，熔点1326℃，略显两性，稍有吸湿性。不溶于水和乙醇，溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液，氨溶液中缓慢溶解，能与强碱反应。氧化铜上色容易，主要用于陶瓷及釉的着色、制造人造宝石，也供制氢、绿色玻璃等用，在磁性材料生产中用作镍锌铁氧体及热敏元件的原料，也可作为油漆的防皱剂、玻璃的磨光剂、杀菌剂、冶金试剂等[31]。此外，研究人员对氧化铜的催化性能也进行了深入的研究，并取得了较好的成果，1998年日本大赛璐公司[32]成功研制一种以三肼基三嗪为可燃剂，以含氧酸盐、金属氧化物、金属二氧化物及其混合物为氧化剂的气体发生剂配方，其中选用了CuO做氧化剂组分，2011年中北大学的李玉平[33]设计了一种安全气囊新型气体发生剂配方，以硝酸铵、高氯酸钾、氧化铜为复合氧化剂，北京理工大学的王宏社[30]、南京理工大学的许田田[34]等人均对添加了氧化铜的气体发生剂进行了性能测试，发现氧化铜的加入有助于降低配方的燃烧温度和燃烧热，并且能有效减少产物中有害气体量。另外，2014年葛亚庆[16]等人设计了5-氨基四唑/氧化铜的低温型气体发生剂，性能良好，是一种理想的气体发生剂配方。
1.3.2.2 氧化铜的制备方法
近年来制备氧化铜粉末发展较为成熟的化学技术主要分为三种[35]：
（1）固相法：草酸和乙酸铜室温下研磨，发生固相反应合成草酸铜晶体，350℃左右热分解得到CuO；用CuSO4•5H2O或Cu(NO3)2•3H2O与NaOH在研钵中直接研磨生成。该方法操作简便，适应性广，但过于依赖机械粉碎，反应难以彻底，组分难以混合均匀，烧结产物易结固。
（2）沉淀法：Cu(NO3)2溶液与NaOH或Na2CO3溶液混合，加热回流可制CuO超细颗粒。该方法简单易行，但易水解生成Cu(OH)2，导致产品纯度不高。
（3）溶胶-凝胶法：将一定浓度的铜的化合物溶液和NaOH溶液室温下混合搅拌,恒温干燥得溶胶液，经过离心分离、洗涤、干燥得CuO。该方法设备简单，产品粒度均匀，纯度高,但工艺条件控制困难，工艺时间长。
然而由于氧化铜制备方法的差别，所制得产品的粒度、形貌、纯度等均有很大的区别，而大量报道说明氧化铜的纯度、颗粒大小、形貌等对其本身的性质有很大的影响，宋振伟[36]对氧化铜粉体形貌的影响因素进行过详细的研究，他提出铜源、温度、铜离子浓度、表面活性剂等均对氧化铜形貌的形成有着很大的影响，从而影响其结晶性、催化性能、氧化性等。
1.4 本课题研究思路
氧化铜作为一种成本低廉的过渡金属氧化物，常用于气体发生剂中复合氧化剂组分及催化剂[37]，但因其燃烧温度低、燃烧热低的特点，也可直接用做气体发生剂中氧化剂[16]。
但CuO由于制备方法、制备原材料的不同，将会制得不同粒度、不同形貌的氧化铜，同时也会引入不同的杂质，所以通常对CuO粉末进行适当的灼烧预处理，而不直接使用。然而经600℃灼烧处理的CuO与气体发生剂常用可燃剂GN、ADC的混合物却无法完成常压点火，经灼烧处理的CuO未经灼烧处理的CuO在热分解性能、氧化性能、晶体晶型上可能发生改变尤其是在灼烧温度达到1020℃以上，CuO将分解为Cu2O，并且其晶体结构的变化将影响其本身性质及与其他物质反应的机理[31]。
故本毕业设计对CuO进行350℃、450℃、600℃灼烧预处理，将未经灼烧的CuO、经350℃、450℃、600℃灼烧处理的CuO分别与气体发生剂常用可燃剂GN、ADC混合，对其混合物的热分解性能和点火性能进行实验测试，并进行理论研究与分析，探究预处理后的CuO对混合物热性能和点火性能的影响机理。
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