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纳米复合金属氧化物具有独特的性能,在军民领域有着广泛的应用。本课题以纳米NiO/MgO作为(1)军用固体推进剂的催化剂材料,努力改善固体推进剂中典型高能氧化物高氯酸铵(AP)的热分解性能；(2)典型哈龙替代气体灭火剂六氟丙烷的添加剂材料,探讨添加剂对六氟丙烷热分解影响规律,提高六氟丙烷灭火剂的灭火效能,减少HF等有毒气体的排放。(1)采用浸渍法制备纳米NiO/MgO复合氧化物粒子,利用X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)等对其物相和组成进行表征,研究了单一纳米粒子(NiO,MgO)、纳米NiO与MgO混合粒子以及纳米NiO/MgO复合粒子等对AP热分解的催化性能,利用DSC/TG-MS研究了纳米NiO/MgO对AP热分解的催化作用。结果表明：制备出纳米NiO/MgO,粒度在50nm左右,纳米NiO高度分散于纳米MgO中,可使AP的高温分解峰温降低92.2℃,高低温分解峰温差减小到10.6℃,总表观分解热增加0.376kJ·g-1,表现出较强的催化性能,其催化性能优于单一纳米粒子(NiO, MgO)、纳米NiO+MgOo通过TG-MS研究进一步发现,在纳米NiO/MgO作用下,AP热分解的气态产物在333℃和344℃左右大量产生,表明分解反应在较短时间即可完成。纳米MgO作为载体一方面可防止纳米NiO粒子的团聚,增加反应活性中心；另一方面纳米MgO水化生成纳米Mg(OH)2时体积产生膨胀,使纳米NiO/MgO比表面积增加,从而使NiO在MgO表面分散更加均匀：同时Mg(OH)2分解后,高度分散的NiO周围留下空位,表面活性更强,可直接与气相接触。此外,在纳米NiO/MgO表面吸附生成氧的超氧化离子(02-)和氧离子(O-,O2-),这些离子作为质子接受体加速AP的热分解,使热分解反应短时间内完成。(2)在管式反应器中研究六氟丙烷(HFC-236fa)空管和在纳米添加剂作用下的热分解性能,采用气相色谱(GC)、气相色谱质谱联用(GC/MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氟离子选抒电极法、离子色谱法(IC)等测试方法研究六氟丙烷热分解产物及特点,采用XRD和X射线光电子能谱仪(XPS)对作用前后的纳米MgO晶型和组成进行表征。研究表明：六氟丙烷高温热分解主要发生脱HF的反应,生成五氟丙烯。六氟丙烷在500℃时是稳定的,在600～800℃发生热分解反应,随着反应温度的升高和停留时间的增加,六氟丙烷分解程度加大。根据均裂的化学键类型提出六氟丙烷热分解的5个初级反应路径,通过DFT-(U)B3LYP/6-31G*计算六氟丙烷各化学键离解能(BDE),结果发现H转移反应所需活化能(Ea)最低,C-C键断裂反应次之,分别为282.74kJ·mol-1和381.88kJ·mol-1,表明六氟丙烷热分解过程中最易发生H转移反应,脱去氟化氢(HF)。在800℃时,六氟丙烷热分解产生微量CF4、CF3、CF2=CHF、 CF3CF3、 CF3CH2F、 CF3C=CCF3、(CF3)3CH等气体产物。结合理论计算结果分析其生成机理,认为六氟丙烷热分解时主要发生H转移反应,同时伴随C-C键的断裂反应,生成的产物和自由基相互结合或者进一步分解再结合形成上述多种气体产物。(3)纳米MgO对六氟丙烷的热分解产生较强的促进作用,随着温度增加,促进作用明显增强,在700℃时,六氟丙烷的分解率由空管时的23.9%增加到100.0%,同时热分解气体中HF的含量比空管时降低了42.4%。XRD和XPS结果表明,作用后的纳米MgO是MgO和MgF2的混合物。作用机理分析表明部分纳米MgO与六氟丙烷热分解产生的HF进行反应生成MgF2, MgF2能够催化六氟丙烷发生脱HF反应。纳米NiO/MgO对六氟丙烷的热分解产生显著的促进作用,优于纳米MgO。在500℃时,与添力加纳米MgO相比,添加20wt%NiO的纳米NiO/MgO后六氟丙烷分解率由14.5%增加到37.1%,说明添加纳米NiO/MgO后六氟丙烷热分解主要发生的仍然是脱HF的反应。在700℃时,添加20wt%NiO的纳米NiO/MgO后六氟丙烷的分解率也由空管时的23.9%增加到100.0%,GC图上除了五氟丙烯外,还出现了很多其他的峰,说明在纳米NiO/MgO作用下,六氟丙烷在低于700℃时主要发生脱HF生成五氟丙烯；当温度进一步升高,生成的产物五氟丙烯在纳米NiO/MgO的作用下继续分解,得到进一步的分解产物。在温度为600℃、气体流量为20.4mL·min-1时,随着纳米NiO/MgO中NiO质量分数的增加,六氟丙烷的分解率不断提高,说明纳米NiO/MgO对六氟丙烷热分解的促进作用越显著。当NiO的质量分数增大到20wt%时,六氟丙烷分解率增加到79.9%。作用机理分析表明NiO先与六氟丙烷作用生成NiF2,然后表面层的NiF2与MgO基体进行F-/O2-离子置换反应,不断循环促进了MgO转化为MgF2,提高了NiO/MgO催化六氟丙烷分解的反应活性。