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氧化亚氮(N2O)是一种性能独特优越的新型绿色推进剂，近年来N2O催化分解在航天动力领域受到了关注。N2O分解为强放热反应，纯N2O绝热分解温度可达1640℃，对催化剂将产生强烈的烧结作用。六铝酸盐因其特殊的晶体结构具有优异的高温热稳定性。本论文重点研究了铁铱取代Ba系六铝酸盐催化剂的晶相结构、铁铱的化学状态及其与N2O分解性能的关联。
研究了Fe从无定型前驱体到β-Al2O3和磁铅石型Ba系六铝酸盐演变过程中的化学状态，从分子水平上首次提出了Fe取代Ba系六铝酸盐的稳定机制:分散在Ba修饰γ-Al2O3上Fe2O3中的Fe3+通过Ba离子在γ-Al2O3中的扩散进入排列疏松的镜面层(βI-Al2O3晶相的Al(5)位，磁铅石晶相的Al(3)和Al(5)位）;尖晶石型BaAl2O4中的四配位Fe3+优先进入到与之结构相似的六铝酸盐尖晶石层中的四面体Al(2)位。βI-Al2O3晶相中Al(5)位和磁铅石晶相中Al(3)位的Fe在N2O分解中均表现出较高的催化活性。
研究了BaFexAl12-xO19(x=0-12)系列Fe取代Ba系六铝酸盐中Fe晶位的演变历程，首次提出了高铁容量Ba系六铝酸盐的稳定机制。当x=1-4时，新增的Fe3+被不断增加的磁铅石晶相所容纳;当x=5-12时，增加的Fe3+逐步进入到磁铅石结构中。BaFexAl12-xO19催化剂在传统的电炉加热和微波加热条件下呈现出不同的N2O催化分解行为。
Ir在具有βI-Al2O3结构的BaIr0.2FeAl10.8O19六铝酸盐中仅占据镜面层四面体填隙Al(5)位。Ir在具有磁铅石结构的BaIrxFe12-xO19(x≤0.6)中，优先以2a、12k和4f2的次序占据空间较大的六配位位置。处于疏松排列镜面层中Al(5)位和4f2位的Ir具有较高的N2O分解活性。