聚乙二醇修饰Fe2O3rGO纳米复合材料的制备及其催化特性(4)
1.2.2 化学气相沉积法
化学气相沉积，简称CVD，是现阶段合成高质量石墨烯薄膜的一条有效途径。Kim等利用CVD法，在过渡金属镍表面上制备出了大面积石墨烯[22]。
1.2.3 外延生长法
在超高真空条件下加热SiC晶体，在足够高的温度下，SiC表面的Si原子蒸发脱去，留下表面被碳化，这样就可以得到以SiC为基底的外延石墨烯[23]。
1.2.4 氧化石墨烯化学还原法
氧化石墨烯溶液还原法，简称GO还原法，所用的还原剂包括肼[24]、二甲基肼[25]、对苯二酚[26]、硼氢化钠[27,28]、含硫化合物[29]等。因为原始的GO水溶液中随着还原过程的进行，含氧基团逐渐减少，会使被还原的GO薄片亲水性减弱，从而迅速团聚。所以在还原过程中需要有表面活性剂来修饰CRG进而阻止π-π堆积作用。但是上面所用的还原剂大多都有毒性，而且由此获得的石墨烯在不加表面活性剂的溶液中表现出不可逆的团聚性质[30]。Fan[31]等人发现在强碱性的条件下通过加热氧化石墨烯悬浮液就能制得到稳定的石墨烯悬浮液，在加入NaOH想要改善对羧基有终止作用的烷基自由基引发剂的溶解性的同时，悬浮液伴随着一个出乎意料的颜色变化（从黄棕色变成全黑），经过表征得到的是石墨烯。
1.3 Fe2O3/rGO纳米复合材料的制备
1.3.1 共混法
共混法就是把已经制备好的纳米粒子和石墨烯混合到一起，纳米粒子通过形成化学键吸附到石墨烯片层上，或者纳米粒子与石墨烯片层之间的静电作用使两者吸附起来，成为石墨烯基的纳米复合材料。
1.3.2 原位法
虽然共混法的制备石墨烯基复合材料过程简单，但是每次能够负载上去的纳米粒子并不多，而且负载的均匀性不好控制。原位法即一步法，将金属盐和石墨烯一起混合在特殊的溶液中，经过一系列化学反应，纳米粒子直接负载在石墨烯片层上。Wu Z S等[32]将CO(NO3)2•6H2O和石墨烯一起异丙醇-水溶液中，经过一系列过程，最后成功得到了石墨烯基Co3O4复合粒子。Wang D等[33]以TiCl3为原料，在制备过程中使用了表面活性剂，得到了石墨烯基TiO2复合粒子。袁远[34]等将FeCl3•6H2O和石墨烯超声混合后，通过水热反应一步就使纳米Fe2O3负载在了石墨烯片层上。而且这些通过原位法得到的复合材料中纳米材料的负载充分，均匀性好，粒子没有发生团聚。
1.4 本次毕业设计研究内容
本文将纳米Fe2O3负载在石墨烯基上，得到聚乙烯二醇修饰Fe2O3/rGO纳米复合材料，经过一些表征手段观察了其表面形貌，并研究了其对AP的催化效果，具体工作内容如下：
（1）通过固相法将粗Fe2O3粒子粉碎成纳米Fe2O3，用XRD、SEM和TEM表征，并用DSC研究其对AP的催化能力，分析纳米Fe2O3粒子粒径和含量对催化效果的影响。
（2）通过还原法制备得到石墨烯，并用XRD、SEM和TEM表征。
（3）通过共混法将制得的纳米Fe2O3粒子负载到制得的石墨烯，用SEM和TEM表征，并用DSC研究其对AP的催化能力。
2 纳米Fe2O3对高氯酸铵的催化作用
2.1 引言
Fe2O3（特别是α-Fe2O3）是地球上最普遍的氧化物之一。它具有可观的天然丰度、低成本、良好的化学稳定性和相对适宜的能隙值（1.9~2.2 eV）的特点，这些特点使其在催化、颜料、传感器等领域备都得到了应用。其中，Fe2O3作为燃速催化剂在AP基固体火箭推进剂领域的应用，国内外的众多学者已经进行了广泛研究。尤其是，当Fe2O3纳米化后，随着其比表面积显著增大，它的催化活性就会增强。如纳米Fe2O3可使高氯酸铵（AP）高温分解峰温度明显提前，使RDX的分解峰温度提前并使其放热量增加。