一、课题来源"环境友好型高性能燃烧催化剂的制备、表征及其应用基础研究"项目是在国家自然科学基金（20573098、20471047）的资助下开展的应用基础研究，属于燃烧化学与热物理交叉的科学领域，由西安近代化学研究所完成，起止时间：2002年~2012年。二、研究背景燃烧催化剂是指以化学方法改变固体推进剂燃速的化合物，其是固体推进剂必不可少的重要组分，使用少量燃烧催化剂是调节固体推进剂燃烧性能的最佳途径。随着火箭导弹武器系统、航天工程用发动机启动器及民用防雹增雨型火箭性能的不断提高，对推进剂的技术要求也越来越高，新一代推进剂的发展必将是以环境友好型为重点。若作为推进剂主要组分的燃烧催化剂有毒，则会造成环境严重污染、生态平衡严重破坏，直接危害到人类的生活乃至生存；此外，在有毒推进剂的制造、试验与销毁过程中，也都会产生毒性大、浓度高的污染物，且回收处理难度大、费用高。铅化合物是当前较为常见且非常重要的燃烧催化剂，但是其加入推进剂中会引发毒性问题、造成环境污染，燃烧分解产生的氧化铅在发动机排气中为白色烟或青色烟，从而影响导弹的制导及武器系统隐身的问题。综上所述，亟需开展环境友好型（非铅）高性能燃烧催化剂的研究。三、研究目的与意义本研究的目的是自主设计并制备出系列环境友好型（非铅）高性能燃烧催化剂，并进行结构表征、热分解特性研究；将其应用于双基和RDX-CMDB推进剂中，研究燃烧催化作用、催化效果和催化燃烧机理，揭示环境友好型含能燃烧催化剂结构与燃烧性能的关系，为研制双基系推进剂用环境友好的含能催化剂新品种提供理论依据和技术支持。本项目研究成果对于全面、系统掌握调控固体推进剂燃烧性能的新途径，提高推进剂的综合性能具有重要的理论意义和应用价值。四、主要创新点1.自主设计并研制了6类52种环境友好型高性能燃烧催化剂（25种未见文献报道、17种为项目组首次报道），确定了结构，研究了其基本物化性能；率先开展了65种环境友好型高性能燃烧催化剂（34种未见文献报道、27种为项目组首次报道）在推进剂中的应用基础研究。2.系统研究了环境友好型高性能燃烧催化剂在推进剂中的应用，获得了其催化燃烧规律。研究发现，研制的非铅新型有机双金属配合物、二苯甲酮衍生物金属配合物、碳纳米管担载金属氧化物等均具有显著提高改性双基推进剂燃速、实现平台燃烧的催化作用。3.首次提出了多（双）金属氧化物铝热剂型燃烧催化剂新概念，开展了在推进剂配方中的应用研究，发现该类催化剂提高了双基系推进剂能量、实现了推进剂的高效稳态燃烧。4.发现了铋系列催化剂对双基系推进剂所特有的燃烧规律和活性氧化铋/铋燃烧催化作用机理，揭示了紫外光吸收剂--二苯甲酮衍生物金属配合物燃烧催化剂"紫外吸收-能量反馈-燃速提高"的催化燃烧过程，阐明了碳纳米管在双基系推进剂中的富集催化、阻滞催化剂凝聚作用，建立了推进剂热分解特征量与燃烧性能参数间的函数关系，为高性能推进剂的配方设计和研制提供了理论依据。五、社会效益项目研究开创了环境友好型高性能燃烧催化剂设计、制备和应用新领域，研究成果丰富了双基系推进剂催化燃烧的基础理论和应用实践，扩大了我国在燃烧催化领域的国际影响，对于指导燃烧催化技术发展具有重要的理论意义，应用前景广阔。1.申请发明专利7项，授权2项。2.发表学术论文83篇，SCI收录41篇（他引136篇次），EI收录39篇。3.部分研究成果收入《热分析动力学（第二版）》（科学出版社，2008年）、《量热学基础及应用》（科学出版社,2011年）和《EnergeticMaterials:Chemistry,HazardsandEnvironmentalAspects》（NovaSciencePublishers,2009年）专著中。4.在项目研究过程中培养了3名博士后，8名博士生，12名硕士生。5.本项目还促进了多项国防基础类科研项目的立项。