含能材料因在推进剂、炸药、烟火剂等领域的广泛应用,成为越来越重要的研究课题。提高含能组分的燃烧性能是目前我们所面临的主要挑战,燃烧催化剂的添加可改善这一问题。本文制备了可作为燃烧催化剂的三种钴系金属氧化物Co₃O₄纳米线,Mg Co₂O₄纳米线及蜂窝状Zn Co₂O₄。采用差示扫描量热法（DSC）,热重-微分热重法（TG-DTG）及热分解动力学参数研究了所制备的三种金属氧化物对高氯酸铵（AP）、六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）、黑索金（RDX）及奥克托今（HMX）的催化活性。此外,制备了Al/Co₃O₄,Al/Mg Co₂O₄和Al/Zn Co₂O₄并考察了其铝热行为。以下是本工作的主要内容:（1）以镍泡沫（NF）作为金属氧化物生长的载体,采用模板法成功制备了Co₃O₄纳米线,Mg Co₂O₄纳米线及蜂窝状Zn Co₂O₄。之后,通过超声分散复合法制备了Al/Co₃O₄,Al/Mg Co₂O₄和Al/Zn Co₂O₄这三种铝热剂。（2）采用X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及N₂吸附-脱附测试对样品的物相组成和形貌结构系统地进行了表征分析。结果证明钴系金属氧化物Co₃O₄,Mg Co₂O₄,Zn Co₂O₄及其对应的铝热剂皆具有较高纯度,在NF上生长的金属氧化物具备规则有序的形貌和较大的比表面积。（3）通过DSC,TG-DTG方法及热分析动力学研究了Co₃O₄,Mg Co₂O₄和Zn Co₂O₄作为燃烧催化剂分别对AP、CL-20、RDX及HMX热分解行为的影响。结果表明,与纯AP相比,Co₃O₄/AP,Mg Co₂O₄/AP和Zn Co₂O₄/AP复合物的放热分解峰温分别提前了122.96,126.38及101.87°C,通过热分析动力学研究发现它们的表观活化能分别降低了7.25,15.44和17.88 k J·mol^–1;Co₃O₄/CL-20,Mg Co₂O₄/CL-20和Zn Co₂O₄/CL-20复合物的放热分解峰温比CL-20分别提前了4.44,6.99及3.73°C,三种复合物的表观活化能分别降低了5.00,10.65和7.87 k J·mol^–1;与纯RDX相比,Co₃O₄/RDX,Mg Co₂O₄/RDX和Zn Co₂O₄/RDX复合物的放热分解峰温分别提前了2.45,7.17及4.39°C,表观活化能降低了67.36,86.96和51.57 k J·mol^–1;Co₃O₄/HMX,Mg Co₂O₄/HMX和Zn Co₂O₄/HMX复合物的放热分解峰温比HMX分别提前了0.80,1.40及1.32°C,表观活化能分别降低了24.19,86.22和81.45 k J·mol^–1。DSC测试及活化能数值说明少量催化剂的添加使AP、CL-20、RDX及HMX的热分解峰温提前,表观活化能降低。热分解峰温的提前及活化能的降低证实Co₃O₄,Mg Co₂O₄和Zn Co₂O₄对AP、CL-20、RDX及HMX均有良好的催化活性。优异的催化性能可归因于在NF上生长的金属氧化物所具有的多孔结构和大比表面积,能够为热分解反应提供丰富的活性位点。（4）基于Co₃O₄和Mg Co₂O₄的形貌尺寸一致,我们比较了单金属氧化物Co₃O₄和双金属氧化物Mg Co₂O₄的催化性能。将20%的Co₃O₄和Mg Co₂O₄分别加入到AP、CL-20、RDX或HMX后,Mg Co₂O₄皆表现出优于Co₃O₄的催化活性。（5）通过DSC方法研究了Al/Co₃O₄,Al/Mg Co₂O₄和Al/Zn Co₂O₄这三种铝热剂的铝热行为。三者铝热反应温度依次为598.94,611.58及612.24°C,放热量分别为3149,4181及4479 J·g^–1,对于Al/Co₃O₄和Al/Mg Co₂O₄,Mg Co₂O₄与铝粉发生氧化还原反应时热量高于Co₃O₄。