核壳结构的硼/硝酸钾制备工艺

宏元新材是一家拥有50余年的生产技术工艺沉淀的化工原料厂家，主营产品有无定形元素硼（硼粉、单体硼）等硼系列化工原料产品。今天，小编给大家介绍下关于核壳结构的硼/硝酸钾制备工艺的相关知识，硼粉与硝酸钾的混合物可以作为典型的点火推进剂，那么您了解核壳结构的硼/硝酸钾是如何制备的吗？一起来看看吧！

硼/硝酸钾点火器具有热值高、焚烧稳定、灵敏度合适、焚烧功能受环境影响较小等优点。它是一种性能优越的高能点火推进剂。硼/硝酸钾混合物作为典型的点火推进剂，其燃烧速率与大气压压力无关，但与硼的混合比有关。硼粒子从大（5μm）减少到小（50Nm），燃烧速率增加，熔融的硝酸钾与硼表面的固体硼发生反应。当硼的粒径减小时，单位质量硼的表面积增加，凝结层中释放的热量增加，从而使燃烧速率增加。它在爆炸性产品中有着广泛的应用。然而，传统机械硼/硝酸钾药剂的粒径大和局部混合不均匀，限制了能量的进一步释放，从而需要探索一种新的制备硼/硝酸钾药剂方法。

接下来小编给大家介绍下两种核壳结构的硼/硝酸钾制备方法：
方法一、核壳结构的硼/硝酸钾，硝酸钾覆盖于里层硼颗粒大小为1~10μm，生成核壳结构的硼/硝酸钾。
1、分别制取硼粉前驱液和硝酸钾前驱液；
具体方法为：
（1）将4～6mg硝化棉、95～100mg硼粉加上至由2~4ml乙醇和2~4ml二甲基甲酰胺构成的溶液中，用超声波拌和1h，后机械搅拌12h制取成硼粉前驱液；
（2）将95～100mg硝酸钾、4～6mg十二烷基磺酸钠溶解于由3~5ml乙醇和3~5ml纯水构成的溶液中，机械搅拌1h制取成硝酸钾前驱液。
2、以步骤(1)制取的前驱液为原材料，选用同轴静电喷雾设备，维持内表层流动速度之比1:1.5～1，同轴静电喷雾设备的同轴针头里层注入硼粉前驱液，流动速度为0.6～0.9ml/h，表层注入硝酸钾前驱液，流动速度为0.9～1.2ml/h，二种溶液在同轴针头前面汇聚，在静电场影响下向导电基底运动；在喷射的过程当中有机溶剂挥发掉，硝酸钾进行析出覆盖于里层硼颗粒表面层，生成核壳结构的硼/硝酸钾，在导电基底完成接收。
方法二、核壳结构的硼/硝酸钾的制备过程：
(1)配制悬浮液：在10ml圆底烧杯里加入电机转子、2.5ml去离子水、300mg硝酸钾和2.5ml无水乙醇，将烧杯放置于磁力搅拌器上拌和，直到硝酸钾溶化。在硝酸钾溶液里加入300mg粒度为50nm的硼粉，持续拌和直到生成稳固的悬浊液；
(2)安装注射器：选用10ml注射器汲取5ml悬浊液，将23g金属材料针头(内径为0.33mm)安装在配有悬浊液的注射器上，并把注射器安装在注射泵上；
(3)联接设备：将高压电源借助金属材料导线与金属针头相连，导电基底接地。金属材料针头与导电基底间的距离d调整为8cm；
(4)设置参数：开启注射泵并将其注射速率设置成2.5ml/h，开启注射泵使其处于工作状态，开启高压电源并调节电压值v为18～20kv；在电荷和静电场的影响下，悬浊液水滴分散为孔径为亚微米级的水滴。因为硼颗粒不溶解于乙醇和水，硝酸钾溶于水，因而，在喷射的过程当中有机溶剂逐渐挥发掉完全，硝酸钾进行析出并覆盖于硼颗粒表面层，生成核壳结构的硼/硝酸钾。
(5)关闭设备：待注射器里的悬浊液喷射完全以后，断电和注射泵。
(6)样品收集：取出导电基底后等候有机溶剂完全挥发后，刮取硼/硝酸钾并保存。
以上的硼/硝酸钾制备工艺优点有以下两点：
(1)硼/硝酸钾粒径分布较小，采用同轴静电喷雾技术，使硼/硝酸钾颗粒均匀分散，硼/硝酸钾粒径分布较小，药剂一致性好。

(2)控制核壳结构：采用同轴静电喷雾技术，通过控制前驱体液内外层的速度比，可以精确调节核壳剂，得到不同比例的硼硝钾剂。

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参考资料：https://www.xjishu.com/zhuanli/25/201910723983.html