● 摘要
过氧化氢是一种密度高、比冲较大且绿色环保的推进剂。目前用于过氧化氢分解反应的催化剂大都含过渡金属元素，然而其催化反应性能尚待完善和提高，以满足大比冲推进系统的需求。叔丁醇是一种重要的精细化工产品，然而哈康法制备叔丁醇的产物中一般含叔丁基过氧化氢，若能将叔丁基过氧化氢在催化反应条件下以可控方式直接歧化分解生成为目标产物叔丁醇，就可以克服哈康法涉及的相关分离提纯步骤，大大简化工艺路线并提高生产效率，因此两者均需要研发新型高效催化剂。
Buserite型氧化锰（Me-buserites）特有的二维微孔结构（层间距：~ 1 nm），锰离子的价态多重性和层间阳离子的可调变性使其成为一类优选固体催化材料。因此，本研究选用Me-buserites催化氢过氧化物（过氧化氢和叔丁基过氧化氢）分解反应。
本论文以MnSO4·H2O为锰源和K2S2O8为氧化剂，制备了4种含有不同层间阳离子（Me， Me = Mg2+, Co2+, Ni2+, Cu2+）的Me-buserites。XRD和ICP-AES分析表明制成的Me-buserites具有高物相纯度和结晶度，并分别含有相应的层间金属阳离子。
利用25 mL间歇式玻璃反应器考察了Me-buserites催化过氧化氢和叔丁基过氧化氢分解反应动力学。动力学分析表明：1）对于过氧化氢，分解过程中其浓度项反应级数为1，Me-buserites形式浓度项反应级数为1，总反应级数为2；表观活化能为32.7 ~ 45.0 kJ·mol-1。基于313 K反应温度准一级速率常数决定的活性顺序为Mg-buserite> Cu-buserite>Co-buserite>Ni-buserite。2）对于叔丁基过氧化氢，分解过程中其浓度项反应级数为2，Me-buserites形式浓度项反应级数为1，总反应级数为3；表观活化能为55.5 ~ 124.9 kJ·mol-1。基于338K反应温度准二级速率常数决定的活性顺序为Cu-buserite> Mg-buserite>Ni-buserite>Co-buserite。
与动力学拟合结果相一致的Me-buserites催化过氧化氢和叔丁基过氧化氢分解反应机理均由两个基元反应步骤，即前置平衡步骤和速控步骤组成。区别在于：对于过氧化氢，前置平衡步骤是单分子反应；对于叔丁基过氧化氢，前置平衡步骤是双分子反应。
总之，本论文得到的研究成果对过氧化氢用于航空航天推进剂及叔丁醇工业制备催化技术提供了一定的理论依据。
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