火炸药用纳米催化材料极易团聚导致活性衰减、催化性能降低。因此，系统阐释分散性对纳米催化材料催化性能的调控机制及工程适配性高效分散技术，对推动纳米催化材料在火炸药中的高效应用具有理论创新和工程应用价值。本书聚焦面向应用的火炸药用纳米催化材料，系统综述了纳米催化材料分散性在火炸药能量释放调控中的关键作用;创新性地提出了从制备方法、负载策略、干燥方式、复合工艺四个维度提升分散性的技术体系，系统构建了基于物理表征、化学分析的分散性评价方法，并基于固体紫外光谱技术建立了纳米催化材料分散性与催化对象热分解性能的构效关系，前瞻性地提出了纳米催化材料分散技术的发展方向。 本书可为火炸药领域科研人员及工程技术人员提供理论指导与实践方案，也可作为高等院校兵器科学与技术、材料科学与工程、化学工程与技术等专业的教学参考书。

前言 纳米催化材料作为火炸药体系中一种不可或缺且性能卓越的调节剂，在国防武器装备能量释放与调控方面扮演着至关重要的角色。其独特的纳米尺度赋予了自身极高的比表面积和丰富的表面活性位点，能够显著调控含能材料的热分解过程并优化燃烧反应动力学，从而有效突破武器装备能量释放瓶颈，提升能量释放效率与做功能力。这种效率的提升对于追求拥有更高能量密度、更可控反应速率以及更优异综合性能的现代火炸药研制具有重要意义。然而，截至目前，纳米催化材料在火炸药领域的实际应用广度与深度尚未达到预期，其巨大的潜力未得到充分释放。究其原因在于纳米催化材料固有的物理化学特性：粒径小、比表面积巨大、表面能极高，在赋予其优异催化活性的同时，也使其在储存及复杂的火炸药配方体系加工过程中极易出现团聚现象。这种团聚不仅导致纳米催化材料的活性表面积急剧减少、活性位点被掩埋或失活，从而严重削弱其催化活性和长期稳定性，更使得纳米催化材料的预期性能无法在最终产品中稳定、可靠地呈现，最终影响纳米催化材料在火炸药中的规模化、工程化应用进程。 当前，研究者的目光聚焦于制备分散性更好、结构更加新颖、独特以及本征性能更加优越的新型纳米催化材料，对于纳米催化材料分散性本身如何精细调控及其对最终催化性能产生的影响，却缺乏系统性的总结、深入机理的剖析和对普适性规律的提炼，这在一定程度上制约了分散技术的精准优化与应用效果的稳定提升。深入且系统地开展纳米催化材料高效、稳定分散技术研究，对探索其催化性能在分散状态下的保持与强化机制，破解团聚难题，具有极其重大而迫切的理论意义和工程价值，是实现纳米催化材料应用在火炸药中从 实验室潜力 迈向 工程化应用 的关键桥梁之一。 作者团队近 20 年来扎根纳米催化材料领域前沿，在教学、科研以及国内外合作交流中持续积累了大量研究成果和实践经验，结合收集整理的资料，经过系统梳理，撰写成此书。谨以此书献给从事火炸药用纳米催化材料研究与应用方向的广大科研工作者、工程技术人员及读者，衷心期望本书能为推动我国在火炸药用纳米催化材料高效可控分散制备，精准表征及高效可靠应用领域的基础研究、技术创新与工程转化方面的发展贡献绵薄之力，加速并促进纳米催化材料在现代高性能火炸药中的广泛应用进程，助力国防科技事业的进步。 本书系统阐述和论证了火炸药用纳米催化材料分散性的重要性，并通过不同制备方法、负载方式、干燥方式，以及在复合物制备过程中提升纳米催化材料分散性等方面，归纳和总结提高火炸药用纳米催化材料分散性的方式以及应用，同时梳理了目前可用于表征火炸药用纳米催化材料分散性的方法和新技术及其应用，以及纳米催化材料分散技术研究的发展方向等。 全书内容由郝嘎子教授主导执笔，第 1 章、第 8 章由郝嘎子教授、姜炜教授和肖磊讲师共同执笔，第 2 章、第 3 章由寇勇博士执笔，第 4 章、第 5 章、第 7 章由郝嘎子教授执笔，第 6 章由肖磊讲师执笔。全书由郝嘎子教授和寇勇博士负责统稿、协调与定稿。参与本书资料收集、整理及文字校对工作的还有刘犇博士、陈冲博士、刘东琦博士、卢强强博士、朱文棋博士、余嘉豪博士、杨鸿宇博士、陈靖雯博士、陈忠武博士、刘洪菲博士、黄洋刚博士、陈扶摇博士、闫哲航硕士、杨荣欢硕士、张晟硕士、杜星硕士、吴天旭硕士、王炎晨硕士、陆威昊硕士、李逸辰硕士、刘佳昊硕士、蒋国庆硕士，他们对本书的成稿付出了辛勤劳动，在此表示诚挚谢意。 本书撰写过程中得到了作者所在南京理工大学国家特种超细粉体工程技术研究中心全体师生的鼎力支持与无私帮助，也得到了国内许多兄弟单位同仁的宝贵建议、大力支持和帮助。同时，本书的出版也得到了国家自然科学基金委员会、中央军委科学技术委员会、国家国防科技工业局、中央军委装备发展部等单位提供的科研项目经费支持。此外，本书还得到了中国兵工学会、西安近代化学研究所、山西北方兴安化学工业有限公司、甘肃银光化学工业集团有限公司等单位的帮助。最后，本书还受到南京理工大学研究生教育教学改革课题的支持。值此书稿付梓之际，谨向所有为本书完成提供过指导、帮助和支持的单位、领导、专家、同事和朋友们，在此一并表示最崇高的敬意和最衷心的感谢！ 火炸药用纳米催化材料分散技术本身涉及面极宽，发展日新月异。作者希望此书起到抛砖引玉的效果，但由于时间仓促，加之作者学识与水平有限，书中难免存在疏漏或不完善之处，请读者批评指正。 作 者 2025 年 7 月于南京

目录

第 1 章 火炸药用纳米催化材料的分散性

1.1 火炸药用纳米催化材料简介

1.1.1 火炸药用纳米催化材料定义

1.1.2 火炸药用纳米催化材料分类

1.2 火炸药用纳米催化材料的应用

1.2.1 火炸药用纳米催化材料在推进剂中的应用

1.2.2 火炸药用纳米催化材料在混合炸药中的应用

1.2.3 火炸药用纳米催化材料在发射药中的应用

1.2.4 火炸药用纳米催化材料在烟火药剂中的应用

1.3 火炸药用纳米催化材料分散性的意义

1.3.1 火炸药用纳米催化材料分散性在推进剂中的意义

1.3.2 火炸药用纳米催化材料分散性在混合炸药中的意义

1.3.3 火炸药用纳米催化材料分散性在发射药中的意义

1.3.4 火炸药用纳米催化材料分散性在烟火药剂中的意义

1.4 火炸药用纳米催化材料团聚机理及分散稳定性

1.4.1 纳米催化材料团聚机理

1.4.2 纳米催化材料分散稳定机理

第 2 章 通过制备方法提升纳米催化材料的分散性

2.1 溶胶 - 凝胶法

2.1.1 溶胶 - 凝胶法的原理

2.1.2 溶胶 - 凝胶法制备纳米催化材料的特点

2.1.3 溶胶 - 凝胶法在提升纳米催化材料分散性中的应用

2.2 微流控技术

2.2.1 微流控技术的原理

2.2.2 微流控技术制备纳米催化材料的特点

2.2.3 微流控技术在提升纳米催化材料分散性中的应用

2.3 溶剂热法

2.3.1 溶剂热法的原理

2.3.2 溶剂热法制备纳米催化材料的特点

2.3.3 溶剂热法在提升纳米催化材料分散性中的应用

2.4 模板法

2.4.1 模板法的原理

2.4.2 模板法制备纳米催化材料的特点

2.4.3 模板法在提升纳米催化材料分散性中的应用

2.5 自组装法

2.5.1 自组装法的原理

2.5.2 自组装法制备纳米催化材料的特点

2.5.3 自组装法在提升纳米催化材料分散性中的应用

2.6 表面修饰技术

2.6.1 表面修饰技术的原理

2.6.2 表面修饰技术制备纳米催化材料的特点

2.6.3 表面修饰技术在提升纳米催化材料分散性中的应用

第 3 章 通过负载方式提升纳米催化材料的分散性

3.1 碳基材料负载型纳米催化材料

3.1.1 碳基材料的种类及特点

3.1.2 碳基材料负载型纳米催化材料的制备方法

3.1.3 碳基材料负载提升纳米催化材料分散性的应用

3.2 过渡金属二硫族化合物负载型纳米催化材料

3.2.1 过渡金属二硫族化合物的种类及特点

3.2.2 过渡金属二硫族化合物负载型纳米催化材料的制备方法

3.2.3 过渡金属二硫族化合物负载提升纳米催化材料分散性的应用

3.3 过渡金属碳（氮）化物负载型纳米催化材料

3.3.1 过渡金属碳（氮）化物的种类及特点

3.3.2 过渡金属碳（氮）化物负载型纳米催化材料的制备方法

3.3.3 过渡金属碳（氮）化物负载提升纳米催化材料分散性的应用

3.4 气凝胶负载型纳米催化材料

3.4.1 气凝胶的定义及特点

3.4.2 气凝胶负载型纳米催化材料的制备方法

3.4.3 气凝胶负载型提升纳米催化材料分散性的应用

3.5 负载金属单原子型纳米催化材料

3.5.1 负载金属单原子型纳米催化材料的定义及特点

3.5.2 负载金属单原子型纳米催化材料的制备方法

3.5.3 负载金属单原子型提升纳米催化材料分散性的应用

3.6 海藻酸盐负载型纳米催化材料

3.6.1 海藻酸盐型纳米催化材料的定义及特点

3.6.2 海藻酸盐负载型纳米催化材料的制备方法

3.6.3 海藻酸盐负载提升纳米催化材料分散性的应用

第 4 章 通过干燥方式提升纳米催化材料的分散性

4.1 真空冷冻干燥

4.1.1 真空冷冻干燥的原理

4.1.2 真空冷冻干燥提升纳米催化材料分散性的应用

4.2 超临界流体干燥

4.2.1 超临界流体干燥的原理

4.2.2 超临界流体干燥提升纳米催化材料分散性的应用

第 5 章 在复合物制备过程中提升纳米催化材料的分散性

5.1 超声法

5.1.1 超声法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.1.2 超声法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.2 喷雾法

5.2.1 喷雾法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.2.2 喷雾法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.3 静电喷雾（纺丝）法

5.3.1 静电喷雾（纺丝）法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.3.2 静电喷雾（纺丝）法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.4 超音速气流粉碎法

5.4.1 超音速气流粉碎法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.4.2 超音速气流粉碎法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.5 溶剂 / 非溶剂法

5.5.1 溶剂 / 非溶剂法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.5.2 溶剂 / 非溶剂法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.6 液相沉积法

5.6.1 液相沉积法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.6.2 液相沉积法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.7 原位合成法

5.7.1 原位合成法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.7.2 原位合成法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.8 微流控技术

5.8.1 微流控技术提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.8.2 微流控技术提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.9 机械研磨法

5.9.1 机械研磨法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.9.2 机械研磨法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

5.10 声共振混合法

5.10.1 声共振混合法提升复合物中纳米催化材料分散性的原理

5.10.2 声共振混合法提升复合物中纳米催化材料分散性的应用

第 6 章 纳米催化材料分散性的表征方法及应用

6.1 电镜法

6.1.1 电镜法表征纳米催化材料分散性的原理

6.1.2 电镜法表征纳米催化材料分散性的应用

6.2 激光粒度法

6.2.1 激光粒度法表征纳米催化材料分散性的原理

6.2.2 激光粒度法表征纳米催化材料分散性的应用

6.3 比表面积法

6.3.1 比表面积法表征纳米催化材料分散性的原理

6.3.2 比表面积法表征纳米催化材料分散性的应用

6.4 爆热法

6.4.1 爆热法表征纳米催化材料分散性的原理

6.4.2 爆热法表征纳米催化材料分散性的应用

6.5 差示扫描量热法

6.5.1 差示扫描量热法表征纳米催化材料分散性的原理

6.5.2 差示扫描量热法表征纳米催化材料分散性的应用

6.6 原子吸收光谱法

6.6.1 原子吸收光谱法表征纳米催化材料分散性的原理

6.6.2 原子吸收光谱法表征纳米催化材料分散性的应用

6.7 化学滴定法

6.7.1 化学滴定法表征纳米催化材料分散性的原理

6.7.2 化学滴定法表征纳米催化材料分散性的应用

6.8 电位法

6.8.1 电位法表征纳米催化材料分散性的原理

6.8.2 电位法表征纳米催化材料分散性的应用

6.9 电感耦合等离子体法

6.9.1 电感耦合等离子体法表征纳米催化材料分散性的原理

6.9.2 电感耦合等离子体法表征纳米催化材料分散性的应用

6.10 固体紫外 - 可见漫反射光谱法

6.10.1 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米催化材料分散性的原理

6.10.2 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米催化材料分散性的应用

第 7 章 固体紫外 - 可见漫反射光谱法在表征纳米催化材料分散性中的应用

7.1 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米 CuCr?O?在 CuCr?O?/AP 复合物中的分散性

7.1.1 不同纳米 CuCr?O?分散性的复合物的制备

7.1.2 复合物中纳米 CuCr?O?分散性的固体紫外 - 可见漫反射光谱表征

7.1.3 复合物中纳米 CuCr?O?分散性与其热分解性能的关系

7.2 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米 CuO 在 CuO/AP 复合物中的分散性

7.2.1 不同纳米 CuO 分散性的复合物的制备

7.2.2 复合物中纳米 CuO 分散性的固体紫外 - 可见漫反射光谱表征

7.2.3 复合物中纳米 CuO 分散性与其热分解性能的关系

7.3 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米 Fe?O?在 Fe?O?/AP 复合物中的分散性

7.3.1 不同纳米 Fe?O?分散性的复合物的制备

7.3.2 复合物中纳米 Fe?O?分散性的固体紫外 - 可见漫反射光谱表征

7.3.3 复合物中纳米 Fe?O?分散性与其热分解性能的关系

7.4 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米 MnO?在 MnO?/AP 复合物中的分散性

7.4.1 不同纳米 MnO?分散性的复合物的制备

7.4.2 复合物中纳米 MnO?分散性的固体紫外 - 可见漫反射光谱表征

7.4.3 复合物中纳米 MnO?分散性与其热分解性能的关系

7.5 固体紫外 - 可见漫反射光谱法表征纳米 CuCr?O?在不同粒径 AP 的 CuCr?O?/AP 复合物中的分散性

7.5.1 不同纳米 CuCr?O?分散性的含不同粒径 AP 复合物的制备

7.5.2 复合物中纳米 CuCr?O?分散性的固体紫外 - 可见漫反射光谱表征

7.5.3 不同复合物中纳米 CuCr?O?分散性与其热分解性能的关系

第 8 章 纳米催化材料分散技术研究的发展方向

8.1 纳米催化材料防团聚机制深化探索

8.2 纳米催化材料分散性提升新方法探索

8.2.1 高分散性纳米催化材料制备新技术

8.2.2 高分散性负载型纳米催化材料新方法

8.2.3 高活性负载金属单原子型催化材料制备技术

8.2.4 均匀复合型纳米催化材料 / 含能材料复合物制备新技术

8.2.5 纳米催化材料在火炸药制备中分散性的提升方法

8.3 纳米催化材料分散性表征新方法探索

8.4 高分散纳米催化材料低成本规模化制备技术

8.4.1 基于工艺优化提升的传统低成本、规模化制备技术

8.4.2 高分散纳米催化材料低成本规模化制备新技术

8.5 AI 驱动的高分散性纳米催化材料探索