泡沫灭火剂热老化机理研究

水成膜泡沫灭火剂在长期储存过程中存在由于老化而导致性能下降的问题。为了研究泡沫灭火剂的老化降解机理,分别在60℃和90℃下对灭火剂进行加速热老化192 h,研究了灭火剂在老化前后的性能变化;采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS),通过灭火剂在老化前后的离子流变化分析了碳氢表面活性剂的降解情况;采用核磁共振氢谱法(¹H NMR)定量分析了不同pH环境对碳氢表面活性剂稳定性的影响。结果表明：在60℃和90℃下加速热老化192 h后,泡沫灭火剂的发泡倍率明显下降,pH值显著升高,表面张力未发生明显变化;在90℃下热老化192 h后,烷基链长度在C₁₂以下的碳氢表面活性剂发生了明显降解,烷基链长度为C₁₄和C₁₆的碳氢表面活性剂相对稳定;在90℃下热老化192 h后,糖苷类表面活性剂在酸性和碱性环境下的降解率大于中性环境,甜菜碱类表面活性剂在碱性环境下的降解率大于酸性和中性环境,因此在实际应用时应避免添加导致体系pH大幅升高的组分。     

气氛对柴油机碳烟热老化及其理化特性的影响

为深入探讨不同气氛下的热老化对碳烟表面各类官能团以及碳烟氧化特性的影响,首先,对柴油机碳烟进行热老化预处理;其次,通过热重试验和化学反应动力学计算分析不同热老化后碳烟的氧化特征;最后,通过傅里叶红外光谱分析和X-射线光电子能谱研究不同热老化后碳烟表面官能团分布规律和元素组成。结果表明,热老化后碳烟起燃温度和活化能明显增加,其中O₂/NO₂/N₂气氛中热老化的碳烟起燃温度和活化能最低,分别为842.15 K和165.29 kJ·mol^-1;热老化后碳烟表面碳氢官能团的支链化程度和含量下降,NO₂参与热老化的碳烟表面碳氢官能团相对含量最高;热老化后的碳烟表面O元素含量下降,在O₂/NO₂/N₂气氛下热老化的碳烟O/C摩尔比值最高为0.15;热老化后碳烟碳原子杂化程度降低且表面—C—OH和—C＝O官能团含量均有所降低,热老化气氛中依次加入O₂和NO₂后的—C—OH官能团含量分...     

模拟太阳光条件下草酸钠-Fenton试剂降解苯酚

采用氙灯模拟自然条件下的太阳光, 研究了苯酚在草酸钠 Fenton反应体系作用下 的降解规律. 对光源、 H₂O₂、C₂O^2-₄、Fe^{2+的初始浓度以及pH 值对苯酚的去除率的影响进行了探讨. 结果表明, C₂O2-₄能有效强化Fenton试剂对苯酚的作用, 在初始pH值为4、 过氧化氢浓度为0.735 1 mmol/L、 草酸钠浓度为0.074 63 mmol/L、 亚铁离子浓度为0.053 6 mmol/L时, 溶液中0.595 2 mmol/L苯酚在90 min的降解率可达76.5%, 其降解过程符合一级动力学方程. GC MS分析表明, 苯酚降解的中间产物主要为苯醌和有机酸.}     

掺(氟)A-TiO2制备及其光催化反应动力学研究

通过水热法制备了氟掺杂A-TiO₂粉末,以甲基橙溶液为污染物,探讨甲基橙的初始浓度C₀、掺氟A-TiO₂用量m、掺氟量χ(摩尔分数)等因素在可见光照下对甲基橙催化降解反应的动力学影响。结果表明：在最佳条件(60 W白炽灯照射、C₀ =0.02 g/L、pH=6、m=0.3 g/L,χ=5%、21℃、t=40 min)下,光催化降解甲基橙的过程为动力学一级反应。     

植物与矿物绝缘油热故障产气差异性分析

为研究不同种类绝缘油在热故障下油中溶解气体差异,对山茶籽绝缘油、FR3绝缘油、25#矿物绝缘油及油纸绝缘体系进行了90～250℃及300～800℃模拟变压器热故障试验,使用色谱法分析了热故障下油中溶解气体,得到相应气体组分、百分含量同热故障温度的对应关系。实验表明,热故障下山茶籽绝缘油的主要溶解气体为H₂与C₂H₆,FR3绝缘油为C₂H₆;矿物绝缘油低温（<300℃）热故障下为H₂与CH₄,中、高温（≥300℃）热故障下为CH₄与C₂H₄。植物绝缘油与矿物绝缘油热故障特征气体的差异表明,在变压器故障诊断中应根据绝缘油类型建立适用的油中溶解气体分析方法。     

泡沫分离法去除水中微量铜和镍二元金属离子的研究

采用正交设计方法,对不同种类的表面活性剂进行了筛选.实验结果表明,在碱性环境下,当溶气水流量为200 L/h,溶气压为0.24 MPa时,以12烷基硫酸钠作为分离剂具有较好的分离效果,Cu2 和Ni2 的去除率分别为93.50%和92.15%.在此基础上,采用单因素实验考察了表面活性剂质量浓度、pH值、溶气水流量及紊凝剂用量对泡沫分离Cu2 和Ni2 的影响,并确定出最佳分离工艺条件.实验结果表明,在12烷基硫酸钠质量浓度为15 mg/L,pH值为11,溶气压力为0.24 MPa,硫酸铝(絮凝剂)用量为15 mg/L时,Cu2 和Ni2 的去除率可分别达到92.46%和93.14%.     

分子模拟研究醇醚类表面活性剂耐盐机理

采用分子动力学模拟方法研究十二烷基羧酸钠(sodium dichloroisocyanurate, SDC)与十二烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐(dodecyl alcohol polyoxyethylene ether carboxylate, C₁₂E₃C)在水溶液和盐溶液中的聚集行为,并分析其与钠离子、钙离子之间的相互作用,从分子水平上解释两种表面活性剂的耐盐机理。结果表明在盐溶液中,钙离子与两种表面活性剂形成盐桥结构,降低了表面活性剂的静电作用,使得胶束结合更为紧密;钙离子进入表面活性剂的极性头,改变极性头周围的水化结构。通过分析极性头与离子之间的均力势,发现阳离子与C₁₂E₃C结合所需跨越的能垒高于SDC,在宏观上表现出醇醚羧酸类表面活性剂的耐盐性要高于烷基类羧酸盐。     

表面活性剂对蛋白质变性作用的研究

研究了5种表面活性剂：吐温80（Tween80)，十六烷基三甲溴化铵（CTAB），溴代十六烷基吡啶（CPB），十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸欠（LAS）结牛血清白蛋白（BSA）性质的影响，分别实验了时间，浓度，pH值对BSA的变性作用。结果表明：在表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）附近，室温，中性pH条件下，表面活性剂对BSA的构象有一定的保护作用，可用于泡沫浮选分离蛋白混合物。     

表面活性剂对Al2O3基泡沫陶瓷性能的影响

采用三维网状的聚氨酯有机泡沫体作为载体制备Al₂O₃基泡沫陶瓷。选用了不同质量分数的木质素磺酸钙溶液作为表面活性剂对泡沫进行了表面活化,研究表面活性剂加入量对氧化铝基小孔泡沫陶瓷过滤器性能的影响。研究表明:随着活化剂质量分数的增大,试样的抗压强度和热震稳定性先升后降,当活化剂木质素质量分数为1.0%时,泡沫陶瓷性能最好,此时强度达到1.147 MPa,热震循环次数达到11次。     

热氧老化时间对HDPE/Na2SO4复合材料性能的影响

探究了120℃温度下不同热氧老化时间对高密度聚乙烯(HDPE)/硫酸钠(Na₂SO₄)复合材料性能的影响，通过扫描电镜(SEM)、力学性能测试、热失重分析(TG)、差示热量热分析(DSC)、非等温结晶动力学模型(Jeziorny方程)以及热降解动力学模型(Kissinger方程、Flynn-Wall-Ozawa方程、Coats-Redfern方程)等表征方式分析了添加抗氧化剂1010前、后不同热氧老化时间对HDPE/Na₂SO₄复合材料力学性能、结晶性能、热稳定性能以及降解动力学、结晶动力学的综合影响。结果表明：随着热氧老化时间的增加，HDPE/Na₂SO₄复合材料的力学性能、结晶性能、热稳定性均下降(复合体系失效方式是HDPE/Na₂SO₄复合材料内部开裂所致),添加抗氧化剂1010后，同一老化时间下，HDPE/Na₂SO₄复合材料的热稳定性、力学性能以及结晶速率和结...     

CO2水基泡沫的稳定机理研究

考察了多种表面活性剂溶液生成的二氧化碳水基泡沫的稳定性,发现十二烷基硫酸钠(SDS)稳定二氧化碳泡沫的效果比较突出。以SDS与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)体系对比,采用分子动力学模拟方法研究泡沫体系中二氧化碳分子的增溶、扩散等行为以及泡沫液膜中表面活性剂的界面排布规律,并采用FT-IR探测二氧化碳透过泡沫液膜的透过性。实验结果与模拟结果吻合,表明二氧化碳气体分子可增溶在泡沫液膜上表面活性剂疏水链间,并与水分子有相互作用,可渗透进入泡沫液膜,在泡沫液膜内增溶,因此二氧化碳分子透过液膜的扩散能力强,泡沫聚并破灭速度加快。SDS分子疏水链在泡沫液膜界面层内排列致密,液膜内二氧化碳增溶量小,二氧化碳分子透过SDS泡沫液膜的扩散速度较慢,因此泡沫稳定性好。     

高原环境对水成膜泡沫灭火剂灭火性能影响

使用水成膜泡沫灭火剂(AFFF)分别在都江堰(海拔700 m)和康定机场(海拔4 290 m)进行灭航空煤油池火实验,研究高原低压低氧环境对水成膜泡沫灭火剂灭火性能影响。实验研究发现高原环境下航空煤油池火火功率减小,燃烧速率降低,水成膜泡沫灭火剂的灭火性能增强。     

化学改性发泡剂对泡沫铝材料性能的影响

采用熔体发泡法,利用化学镀镍改性的TiH₂作为发泡剂制备了泡沫铝,分析了改性TiH₂发泡剂的热分解行为,研究了改性TiH₂发泡剂加入量对泡沫铝材料孔隙率、压缩性能和阻尼性能的影响.结果表明,改性TiH₂发泡剂有效提高了释氢反应的开始温度,将释氢反应开始温度从480℃提升至550℃,并降低了释氢速率;随着改性发泡剂添加量的增加,泡沫铝的孔隙率增大,压缩强度变小,阻尼性能呈现先增大后减小的变化趋势;当加入质量分数1.5%的改性发泡剂时,泡沫铝的孔隙率达88%,孔洞分布及尺寸相对均匀,压缩强度、阻尼性能等综合性能良好.     

旋转填充床中臭氧高级氧化法处理PVA废水

在旋转填充床（RPB）中进行了O₃/FeSO₄·7H₂O（用Fe（Ⅱ）表示）和O₃/Fenton两种高级氧化工艺处理模拟聚乙烯醇（PVA）废水的研究,考察了Fe²⁺浓度、初始pH、RPB转速、反应温度以及气相O₃浓度对PVA降解率的影响,结果表明O₃/Fenton工艺比O₃/Fe（Ⅱ）工艺表现出更好的PVA降解性能。在O₃/Fenton工艺中,在初始PVA浓度200 mg/L、pH=2、反应温度25 ℃、RPB转速1 000 r/min、O₃浓度30 mg/L、气体流量90 L/h、液体流量30 L/h、Fe²⁺浓度0.8 mmol/L、H₂O₂浓度35 mg/L的条件下,PVA的降解率可以达到99.4%。此外,还对O₃/Fe（Ⅱ）和O₃/Fenton工艺降解PVA的反应动力学进行了研究,发现这两种工艺中PVA降解反应均为一级反应。     

凝胶泡沫防灭火材料的研制及应用

由于大倾角坚硬顶板煤层采空区地质条件复杂,漏风规律复杂多变,因而煤自燃危险性较大,必须采取有针对性的防灭火措施。通过理论分析和实验研究,确定了凝胶泡沫材料中合适的发泡剂、稳泡剂、胶凝剂、交联剂。通过实验得到凝胶泡沫材料的最佳配方为:发泡剂为月桂酸钠和SDS按2:3比例复配,浓度为0.6%;稳泡剂CMC浓度为0.1%;胶凝剂AM浓度为0.3%;交联剂MBA浓度为0.3%。经过程序升温实验和封堵实验,该凝胶泡沫具有优良的防自燃阻化性能和封堵性能。在东龙煤矿7162工作面采空区灌注凝胶泡沫材料进行防灭火。现场监测结果表明,凝胶泡沫材料有效抑制了采空区自燃,保证了安全开采。     

表面活性剂对乙烯-醋酸乙烯酯聚合物胶膜润湿性影响的分子动力学模拟

乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(ethylene-vinyl acetate, EVA)胶膜是太阳能光伏板的重要组成部分,影响着光伏组件的发电效率、可靠性等性能,但火灾危险性较大。为提高水对EVA胶膜的灭火效果,采用分子动力学模拟的方法,建立14种常见的表面活性剂模型,研究不同种类表面活性剂对于EVA胶膜润湿性的影响,并通过接触角实验验证模拟结果。计算了体系的相互作用能,分析了相对浓度分布、径向分布函数和静电势等参数,从分子尺度揭示润湿机理。结果表明：阴离子表面活性剂作用效果最好,其中十二烷基二苯醚二磺酸钠(sodium dodecyl diphenyl ether disalfonate, SLDED)的亲水基团与水分子的相互作用较强,效能最为突出。在水系灭火剂中添加此类表面活性剂,能够增强水分子在材料表面的附着,达到高效灭火的目的。     

民机货舱变压环境下多种新型清洁灭火剂对锂离子电池热失控作用特性

为研究替代哈龙的新型清洁灭火剂对民航运输锂离子电池火灾作用特性,基于动压变温实验舱,实验设定了80 kPa,60 kPa和40 kPa的压力环境,使用全氟己酮（Novec1230）、2-溴-3,3,3三氟丙烯（2-BTP）和细水雾进行灭火实验。根据它们的灭火机理,从实验现象,降温效果和一氧化碳浓度三方面分析了三种灭火剂的灭火效果。结果表明,变压条件下Novec1230和2-BTP主要通过化学抑制的机理有效降低锂离子电池火焰中自由基H·和OH·浓度,实现快速灭火;而细水雾的降温和抑制温升效果要明显优于Novec1230;同时灭火效果会随环境压力的下降而增强;在较低环境压力下,2-BTP对于灭锂离子电池火的综合效果最好。     

复合催化剂SO42--H3PW12O40/TiO2(P123)的制备及其光催化降解二硝基甲苯

 采用溶胶-凝胶与溶剂热相结合的方法制备了系列介孔复合光催化剂SO₄^2--H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂ （P123）,并对其进行了表征和分析。N₂吸附表面分析及扫描电镜（SEM）图片显示,复合催化剂的粒径明显减小,比表面积高达211m²/g,是TiO₂的5 倍。紫外漫反射吸收光谱（UV-Vis）显示,与TiO₂相比,复合催化剂的吸收光谱发生了明显的红移,且吸收强度明显增强。运用L₁₆（4⁵）的正交实验设计探讨了H₃PW₁₂O₄₀负载量、模板剂P123 的添加量、溶液初始pH 值、催化剂加入量以及H₂SO₄浓度5 个因素对二硝基甲苯（DNT）降解性能的影响,并对正交实验结果进行了直观分析和方差分析。结果表明,该降解过程符合L-H 表观一级反应动力学,在催化剂用量为1.2g/L、H₃PW₁₂O₄₀负载量为20%、模板剂P123 的加入量为2g、溶液初始pH 为2、H₂SO₄的浓度为1mol/L 条件下,经氙灯光源辐照4h 后,DNT 的降解率达到98.7%,DNT 降解的半衰期为0.7162h,取得了良好的光催化效果。     

不同活化方法对开心果壳活性炭的孔结构影响

以开心果壳为原料制备活性炭,通过在-196 ℃下测定活性炭的氮气吸附等温线,探讨ZnCl₂法、KCl法以及ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法对活性炭孔结构的影响.研究表明:ZnCl₂法制备的开心果果壳活性炭以微孔为主,采用40%ZnCl₂溶液浸渍,在500 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的比表面积为630 m²·g^-1;单独KCl活化法不能起到较好的活化效果;对于ZnCl₂活化法和KCl活化法,增加水蒸气活化都能增强活化效果,尤其对KCl活化的增强效果最为明显,使其比表面积增大近9倍,但其孔结构仍是微孔为主;ZnCl₂-KCl-H₂O联合活化法能有效增加活性炭的中孔,采用40%ZnCl₂和6%KCl溶液浸渍,在900 ℃下活化1.5 h后得到的活性炭的中孔添加量为0.10 cm³·g^-1,比表面为740 m²·g^-1,中孔孔径集中在4 nm.