制冷背心用于隔绝式防护服中的传热模型研究

采用芯材为石蜡，壁材为密胺树脂，相变温度为35.66℃，相变潜热为158.7J/g的微胶囊相变材料制备制冷背心原理样衣，与隔绝式防护服配套使用，并委托中国人民解放军北京防化研究院生理评价试验中心对制冷背心进行生理评价试验。在室温36℃，相对湿度60%的条件下，测定穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后的人体胸温、手温、腿温和肛温等参数随穿着时间的变化关系；结合人体产热，散热经验式与伍德科克人体散热理论建立模型，探讨人体穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后人体平均体温随穿着时间的变化关系，并对如何提高人体着装舒适度和延长隔绝式防护服穿着生理时限进行综合分析。结果表明：穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后，人体胸温、背温、手温、腿温和肛温明显下降；通过建模计算分析，穿着隔绝式防护服配有制冷背心前后的人体平均体温随穿着时间的变化关系计算值与实验测试结果吻合，变化趋势一致；在相同条件下，穿着配有制冷背心的隔绝式防护服过程中，人体体温较穿着未配有制冷背心的隔绝式防护服有所下降，上升幅度较小。     

微纤包覆铜铬银浸渍炭对CO的催化氧化性能研究

以不锈钢纤维和商用铜铬银浸渍炭催化剂为主要原材料,采用"湿法造纸-高温烧结"工艺制备了微纤包覆铜铬银浸渍炭复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附法考察微纤复合材料的结构和浸渍炭的孔径分布与比表面积.结果表明,浸渍炭颗粒被较好地包覆在了不锈钢纤维形成的三维网状结构中,浸渍炭的孔结构特性基本不变,比表面积略有增加.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和化学吸附仪(TPR)考察微纤包覆工艺对浸渍炭活性组分的影响,结果表明大部分活性组分被还原.CO在颗粒浸渍炭固定床、微纤包覆浸渍炭固定床以及二者床层高度比例为1∶1的结构化固定床上的催化氧化实验表明,微纤包覆过程使得商业铜铬银浸渍炭对CO的催化活性降低,与复合材料表征结果相符.     

CO在Cu-Mn催化剂上的催化氧化本征反应动力学

采用共沉淀法制备了用于低温催化氧化脱除气体中CO的Cu-Mn催化剂.通过X射线衍射和扫描电镜对该催化剂进行分析发现:非晶态催化剂在室温下对CO具有良好的催化氧化活性.同时,在50～80℃范围内,测定了CO在所制备的Cu-Mn催化剂床层上的催化反应等温线,研究了CO在Cu-Mn催化剂床层上的催化氧化本征反应动力学.结果表明:在消除内外扩散的条件下,CO在Cu-Mn催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应,反应的活化能为43.0kJ/mol.     

CO在Cu-Mn催化剂上催化氧化本征反应动力学研究

本文采用共沉淀法制备了用于低温CO催化氧化的Cu-Mn催化剂,对其进行了XRD分析和SEM表征,结果表明非晶态催化剂在室温下显示出良好的氧化活性。在50～80℃范围内研究了CO在所制备Cu-Mn催化剂床层上的催化氧化本征反应动力学,同时测定了CO在Cu-Mn催化剂上的催化反应等温线。结果表明,CO在Cu-Mn催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应,反应的活化能是43.0kJ.mol-1。     

原位聚合法制备微胶囊相变材料及其性能研究

本文通过原位聚合法制备了以脲醛树脂为壁材的微胶囊相变材料。采用SEM,DSC,光学显微镜等测试仪器考察了乳化剂种类、用量及乳化转速对微胶囊性能的影响;分析了助剂NaCl和分散剂NNO的用量对微胶囊微观形态、相变潜热和平均粒径的影响。实验结果表明,在乳化转速为3000rpm下,使用用量占芯材质量5%的复合乳化剂合成的微胶囊热性能良好,球体表面光滑,粒径均一。加入NaCl溶液后,微胶囊的相变潜热增加;当NaCl浓度为10%时,相变潜热达到最大,包覆率达到92.04%。同时加入占芯材质量2%的NNO,微胶囊的分散性好。     

微纤包覆活性炭复合材料的制备

本文以竹纤维、直径为2.5微米的陶瓷微纤维、粒径为106～150微米的活性炭颗粒为原材料并按1：3：8的质量比与适量水混合,高速搅拌作用下形成混合均匀的浆液,采用湿法造纸工艺制成“纸张”式前驱体,将该前驱体在105℃下干燥24小时,再在N2保护下,分别在500℃和1000℃下各烧结30和20分钟,形成微纤包覆活性炭的复合材料。采用SEM和ASAP 2020静吸附仪分别对材料微观结构和吸附等温线进行表征。结果表明陶瓷纤维之间的结合处很好地被烧结在一起,形成一个三维网状结构,活性炭颗粒被很好地包覆其中;通过BET、BJH、H-K 方程解析吸附等温线,材料BET比表面积为428.038m2/g,总孔容为0.217m3/g,微孔孔容为0.093 m3/g,占总孔容的43.1%,中孔占40.9%,大孔占16.0%。与原有活性炭做比较,可发现比表面积基本相当,各孔容均略有下降。     

苯酚在活性炭上的吸附平衡和吸附动力学

分别采用Freundlich模型和Langmuir模型对苯酚在活性炭上的吸附等温数据进行了拟合分析,并通过改变活性炭添加量和苯酚初始质量浓度研究苯酚在活性炭上的间歇搅拌槽吸附动力学;同时,在非线性吸附等温条件下,采用有限元法求解了包含液膜传质阻力和表面扩散阻力的均相扩散模型(HSDM),结合最小二乘法(单纯形法和麦夸尔特法交替计算)来获得液膜传质系数kf和表面扩散系数Ds,在采用麦夸尔特法估算参数的同时,对参数进行了给定区间的置信区间分析.结果表明:Langmuir模型能较好地描述苯酚在活性炭上的吸附等温曲线;HSDM可以有效预测苯酚在活性炭上的动态吸附行为;在一定搅拌速度下,活性炭添加量和苯酚初始质量浓度对液膜传质系数和表面扩散系数基本无影响;液膜传质系数远大于表面扩散系数,表明苯酚在活性炭上的动态吸附过程是由表面扩散控制的;所估算的kf值相对Ds值更为准确.     

配有制冷背心的隔绝式防护服的传热模型

采用芯材为石蜡、壁材为密胺树脂的微胶囊相变材料制备制冷背心样衣,与隔绝式防护服配套使用.在室温36℃、相对湿度60%的条件下,测定穿着未配有和配有制冷背心的隔绝式防护服时人体胸温、背温、手温、腿温和肛温等的变化;结合人体产热、散热经验式与伍德科克人体散热理论建立模型,探讨人体穿着配有制冷背心的隔绝式防护服后人体平均体温随穿着时间的变化.发现穿着配有制冷背心的隔绝式防护服后,人体胸温、背温、手温、腿温和肛温明显下降.建模计算分析表明,穿着配有制冷背心的隔绝式防护服后,人体平均体温随穿着时间的变化关系的计算值与实验测试结果吻合.     

微胶囊相变材料的原位聚合法合成与性能

采用RT31石蜡为芯材、脲醛树脂为壁材,利用原位聚合法制备相变材料微胶囊,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和光学显微镜考察了乳化剂种类对微胶囊微观形貌和热性能的影响,同时考察了不同乳化剂用量和乳化转速下制备的微胶囊的平均粒径及其分布和热性能,最后讨论了制备过程中不同酸化时间对微胶囊微观形貌的影响.实验结果表明:由52%的吐温60和48%的司盘60组成的复合乳化剂,其用量为芯材质量的5%、乳化转速为3000r/min时,制备的微胶囊呈现呈粒径均一、表面光滑、密封良好的球状,相变温度为303.10K,潜热最高达63.85J/g,平均粒径为9.32μm;在微胶囊的制备过程中,适宜的酸化时间为90min.     

微纤包覆活性炭复合材料的制备与结构特性

采用湿法造纸工艺和烧结工艺,以竹纤维、陶瓷纤维和微米尺度活性炭颗粒为原材料制备了一种新型的微纤包覆活性炭复合材料.通过SEM分析复合材料的表观结构,结果表明陶瓷纤维之间的结合处被很好地烧结在一起,形成一个三维网状结构,活性炭颗粒被微纤网状结构很好地包覆起来.通过美国ASAP-2020吸附仪,测定了所用活性炭及所制备复合材料的氮气吸附等温线和孔径分布,结果表明所用活性炭材料的BET比表面积为690 m2/g,所制备微纤复合材料的BET比表面积为428 m2/g,所包覆活性炭的BET比表面积为638 m2/g,可以恢复到原活性炭颗粒的92 5%.