Surface fluorination of n-Al particles with improved combustion performance and adjustable reaction kinetics

涂层 燃烧 动力学 表面改性 材料科学 化学工程 活化能 化学动力学 氟化物 表面工程 反应速率 表面能 扩散 点火系统 化学 纳米技术 复合材料 催化作用 物理化学 无机化学 有机化学 热力学 工程类 物理 量子力学
作者
Zijian Li,Xu Zhao,Gang Li,Feiyan Gong,Yu Liu,Qi‐Long Yan,Zhijian Yang,Fude Nie
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:425: 131619-131619 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.131619
摘要

Surface composition plays a crucial role for the energy output performance of nanosized aluminum (n-Al) based metallic fuels. However, effective surface modification strategy with integrated functions and mild preparation conditions remains being exploited. Herein, a polydopamine fluoride (PF) coating was successfully constructed by covalent decoration of polydopamine (PDA) with thiol-terminated organic fluoride for surface engineering of n-Al under ambient conditions. The uniform coating of PF shell on the n-Al surface enabled the [email protected] composites optimized contact area between reactive components (Al and F). Concomitantly, the generation of fluoride gaseous species from PF coating facilitated the mass transport and self-activation of n-Al particles. It resulted in a substantially enhanced burning rate (196.4 mm s−1), which is 8.1 and 3.6 times than that of pristine n-Al (24.2 mm s−1) and physically mixed samples (54.7 mm s−1), respectively. Additionally, the reaction kinetics could be readily adjusted by tailoring the diffusion distance of reactants, as exhibited by varied heat release (0.24–1.43 kJ g−1), ignition delay (79–427 ms), and pressurization rate (6.3 × 101–2.3 × 103 kPa s−1). On this basis, the surface reaction mechanism was further clarified by combining theoretical simulation and experimental results. The current study provided a general approach for improving combustion performance and modulating reaction kinetics of advanced energy materials by elaborate surface design.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
我是老大应助mimao2233采纳,获得10
2秒前
replica发布了新的文献求助10
2秒前
天真幻珊完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
童童完成签到,获得积分20
3秒前
三四月春深完成签到 ,获得积分10
4秒前
Rebeccaiscute发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
新威的小神龙关注了科研通微信公众号
7秒前
小二郎应助zorajy采纳,获得40
8秒前
9秒前
由怜雪完成签到,获得积分10
10秒前
yan完成签到,获得积分10
11秒前
林夕君发布了新的文献求助30
12秒前
夕风残照完成签到,获得积分10
14秒前
annie发布了新的文献求助10
14秒前
helong完成签到,获得积分10
15秒前
专注科研的栗子完成签到,获得积分10
15秒前
小马同志完成签到,获得积分10
15秒前
一条淡水鱼应助Rebeccaiscute采纳,获得10
16秒前
不达鸟发布了新的文献求助20
16秒前
18秒前
镜月完成签到 ,获得积分10
21秒前
ZQQ完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
Akim应助新威的小神龙采纳,获得10
24秒前
田一一发布了新的文献求助10
24秒前
思源应助kathy采纳,获得30
26秒前
sunmeimei发布了新的文献求助10
27秒前
科研菜鸟完成签到,获得积分10
28秒前
程潇是我女神完成签到 ,获得积分10
29秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
Doctor_Lee30应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
30秒前
30秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 1500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
india-NATO Dialogue: Addressing International Security and Regional Challenges 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2469604
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2136776
关于积分的说明 5444278
捐赠科研通 1861155
什么是DOI,文献DOI怎么找? 925647
版权声明 562702
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495140