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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-29 23:41
20/4333

过氧化氢催化陶瓷的制作和实验

楼层直达
关于过氧化氢这类燃料组元,对于它作为单组元推进剂的中容易获得而且使用方便的一点来说,必然会有爱好者选择的。对于这种燃料来说,选择一种性能优异的催化剂是不可忽视的,那么我在这出国前的晚上给大家带来一篇帖子。老规矩,铃仙镇楼!
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-29 23:51
沙发F
过氧化氢,这种可靠的氧化剂、受外界影响容易分解的物质。在火箭上面的使用中及其广泛,以德国的上世纪早期研究来说,在液体火箭燃料发展过程中贴别是四氧化二氮氧化剂没出来之前,搭配水合肼燃料和其他燃料来使用。其次,德国纳粹A-4火箭也就是大名鼎鼎的V-2地对地弹道导弹,起涡轮泵的驱动就是由高浓度过氧化氢与高锰酸钙反应推动涡轮。在国内,早期的业余爱好者如贵州的echo和雪狼前辈,及其成都的猎鹰前辈都进行过过氧化氢发动机的测试,特别是echo前辈在国内业余液体火箭的发展上做出了卓越的贡献——成功的制作出了催化陶瓷,并且在此基础上面雪狼前辈成功发射了使用过氧化氢单组元推进剂的国内第一支液体火箭,取得了前所未有的进展
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:02
板凳F
对于单组元推进剂发动机的工作原理来说就是分解推进剂使其产生气体达到做功。那么,如何高效的分解推进剂这就是个问题。分解效率决定了发动机工作效率,然而催化剂的活性在很大一方面决定了催化效率。目前可以使过氧化氢分解有以下两条是较为常用的:
1、使用催化剂
2、跟高锰酸盐反应分解
至于为什么高锰酸盐不是催化剂,这个就是关于催化剂的定义其中催化剂不能与被催化的物质发生反应且前后质量不变、反应活性不变。然而高锰酸盐跟过氧化氢反应后+7价锰离子降为+4价锰离子,从而生成二氧化锰和氧气和氢氧化物(这是在中性和碱性环境下,酸性不讨论),所以它跟过氧化氢的反应不是催化而是典型的氧化还原反应
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:10
地板F
相信大家都看过化学吧吧主的那个过氧化氢与高锰酸钾的实验,反应的热量足以让水汽化。从而增大气体生成量,在高浓度的过氧化氢下会更加明显。此外,在高锰酸盐中最容易得到的就是高锰酸钾,由于高锰酸钾易溶于水,所以很少有人将它用在火箭之中,由于考虑到它跟过氧化氢剧烈的反应突然脑洞大开。使用了制作催化陶瓷所使用到的氧化铝小球。氧化铝小球在工业上作为催化剂载体,便宜容易获得,所以这次我们要使用到氧化铝小球来作为过氧化氢催化剂的载体。
下面的配方图中,黑色字体是echo当年的配方,蓝色是我所使用的配方。图二就是催化剂小球
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:16
4楼F
根据上述配方,准备好东西之后要先做以下几步:
1、将氧化铝小球取出,并先用蒸馏水润洗一次,干燥
2、用15%稀盐酸洗小球,洗去酸溶性杂志,蒸馏水冲洗后干燥
3、用10%氢氧化钠溶液,洗去碱溶性杂质,蒸馏水冲洗后干燥
4、用50%乙醇溶液,洗去脂溶性杂志,蒸馏水冲洗后干燥
所使用的试剂,在阿鲁巴巴上面均买得到,所以说可以很轻松的制作
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:25
5楼F
在洗净氧化铝小球之后,就要开始配置催化剂溶液,首先我准备了高锰酸钾饱和溶液,其次将这些金属盐配置成1mol/L浓度的溶液混合。分别浸染两个批次的小球,做催化小球的制备。在此之中得说一下,这些金属盐溶液在20%过氧化氢中是没有催化作用的,起到催化作用的是他们的氧化物。所以说之后得用高温将硝酸盐分解,让氧化物附着在小球的表面和孔里。配置出来的金属盐催化剂溶液是深紫色的,类似于紫葡萄汁那样的颜色,图片是由于相机的缘故显示出来是很深的颜色。
由于高锰酸钾小球的制备极其简单,所以一次性能做很多,托前面成都“秋老虎”的福,很早就晒干了,就可以使用了
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:31
6楼F
接下来进入烧制过程,由于没有马沸炉,只能使用蜂窝煤炉加鼓风机来进行煅烧。
其中要求是这样:
1、干燥后的小球进行第一次加热,温度750℃,时间1h
2、然后将小球再次浸没,干燥
3、重复第一个步骤
4、多次浸没干燥后,将小球加热到850℃,时间3h
正值“秋老虎”,在家门口进行煅烧汗流浃背,在此期间陈科帝同学也进行了帮忙并且顺利的烧出了合格的催化剂
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:33
7楼F
关于催化剂的测试,如图,使用的是30%过氧化氢,加入过氧化氢后极快速度分解并恢复平静
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-08-30 00:40
8楼F
当然,高锰酸钾小球也出现了令人出乎意料的事情,浸泡水不会出现紫色并且在水重洗三次后仍然能够跟30%过氧化氢剧烈反应。由此高锰酸钾——过氧化氢这个组元简单化的设想是可以实现的而且在业余液体火箭中相信是能够大规模使用的。所谓无心插柳柳成荫也是这样如此吧!
催化陶瓷小球烧出来是黑色的,像油菜籽儿,据文献说明,这种使用稀土金属元素烧制的催化陶瓷催化效果胜于普遍的二氧化锰和耳濡目染的银网,所以,作为催化剂是十分优异的。但是,在最后也要说一声,过氧化氢推进剂虽然方便,但是危险也很大,之前也有人因为事故进过医院,再次提醒各位要再三注意!
此贴终结,我的实验报告到此结束,谢谢!
评分1条评分,MT币+76
  • 红盟大使+76MT币2016-09-07 19:09

    你搞的这个贴子,亦可赛艇!

    红盟大使
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陈科帝 发布于2016-08-30 12:58
9楼F
大夏天的 两个人在楼道烧炉子。。。都感觉呼吸困难了
还好 最后成功了。
对了对了拍的视频还在我这,要不发给你?
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beautifultable 发布于2016-08-30 13:57
10楼F
6楼应该是马弗炉吧,马沸炉是啥
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xian333c 发布于2016-09-06 21:58
11楼F
啊♂,开放了先来看看
噗嗤
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-09-06 22:08
12楼F
陈科帝:大夏天的 两个人在楼道烧炉子。。。都感觉呼吸困难了
还好 最后成功了。
对了对了拍的视频还在我这,要不发给你?
回到原帖
随便
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红盟大使 发布于2016-09-07 19:09
13楼F
贴子很好,而且楼主的手也很漂亮23333
水可载舟亦可赛艇!
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LYHNH 发布于2016-09-10 22:34
14楼F
帖子很不错
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ryq1212 发布于2016-09-11 13:44
15楼F
高锰酸钾在高温下会分解,这就是浸泡水不出现紫色的原因了。话说高锰酸钾都分解了,这还能称得上是高锰酸钾小球吗?
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莫斯科的黄斯基 发布于2016-09-12 00:55
16楼F
ryq1212:高锰酸钾在高温下会分解,这就是浸泡水不出现紫色的原因了。话说高锰酸钾都分解了,这还能称得上是高锰酸钾小球吗?回到原帖
是这样的,高锰酸钾小球是用饱和溶液泡过后干燥的,就可以用了。至于泡水无色我做了很多次实验还是相同的结果。 如果说他在跟过氧化氢反应的话,那肯定会被反应掉
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xian333c 发布于2016-09-12 20:57
17楼F
ryq1212:高锰酸钾在高温下会分解,这就是浸泡水不出现紫色的原因了。话说高锰酸钾都分解了,这还能称得上是高锰酸钾小球吗?回到原帖
高锰酸钾分解了小球就是黑色了(滑稽)
噗嗤
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HCN 发布于2017-10-07 22:59
18楼F
现在1688上别说买了,连查看化学商品的资格都没有了,除非通过了企业认证。
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星空 发布于2018-06-23 23:06
19楼F
高锰分解固体产物锰酸钾、二氧化锰,锰酸钾再歧化成高锰和二氧化锰。。。最后就是二氧化锰催化陶瓷了
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兰若,公主魂 发布于2020-04-18 09:30
20楼F
      好东西,多谢分享,哈,楼主是萝莉控?
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杩斿洖椤堕儴