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AIMg/KMnO4高活性铝热剂的点火和燃烧性能

陈伟 , , 李平云 , 刘梨 , 陈斌华 , 戴骏骏 , 王龙祥 , 袁远 , 李凤生

稀有金属材料与工程

采用机械球磨法制备不同比例的Al-Mg合金,然后采用超声分散法制备AlMg/KMnO4铝热剂.通过DSC、点火温度和燃烧性能测试对AlMg/KMnO4铝热剂进行了性能表征.结果表明:随着镁含量的增加AlMg/KMnO4反应温度明显降低,表明其热反应活性优于Al/KMnO4;此外随着Mg含量(质量分数)从10%增加到50%,点火温度和燃烧速度分别从723 K降低至493 K和254 mg/s降至204mg/s,其中Al0.5Mg0.5/KMnO4火焰溅射范围大幅提高.

关键词: 铝镁合金 , 机械球磨 , 含能材料 , 铝热剂 , 高锰酸钾

纳米MgO对六氟丙烷热分解性能影响及机理研究

谈玲华 , 李勤华 , 杭祖圣 , 高飞 , , 潘仁明 , 李凤生

功能材料

研究了纳米MgO在管式反应器中对六氟丙烷热分解性能的影响,用在线气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)、离子色谱仪(IC)对热分解气体进行分析,采用X射线衍射仪(XRD)及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时主要发生脱氟化氢(HF)的反应。在空管中随着反应温度的增加,六氟丙烷的分解率提高,而加入纳米MgO后六氟丙烷分解率均增大,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及XPS结果表明,作用后的纳米MgO是MgO和MgF2的混合物。分析作用机理认为是部分纳米MgO与六氟丙烷热分解产生的HF进行反应生成MgF2,MgF2催化六氟丙烷发生脱HF反应。

关键词: 六氟丙烷 , 气体灭火剂 , 纳米MgO , 热分解 , 作用机理

负载型纳米NiO催化高氯酸铵热分解的DSC/TG-MS研究

谈玲华 , 李勤华 , 杭祖圣 , 居法银 , , 潘仁明 , 李凤生

功能材料

采用浸渍法制备出纳米NiO/MgO,运用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM),X射线能谱仪(EDS)等对产物的物相和组成进行了表征,利用DSC/TGMS研究了纳米NiO/MgO对高氯酸按(AP)热分解的催化作用.结果表明,在纳米NiO/Mgo的催化作用下,AP的热分解高温分解峰温度降低92.2℃,表观分解热增加0.376kj/g,分解气相产物主要有NH3,H2O,O2,N2O,NO及含氯物质.纳米Mgo的载体支撑作用,可防止NiO纳米粒子的团聚,增加反应活性中心.同时在金属氧化物表面吸附生成超氧化离子(02-)和氧离子(0-,O2-)能加速AP分解反应.

关键词: 负载纳米NiO , 高氯酸铵 , 热分解 , 催化 , TG-MS

纳米Fe粒子包覆微米Al复合材料的制备与表征

王毅 , , 张先锋 , 程志鹏 , 安崇伟 , 郭效德 , 李凤生

功能材料

采用置换法,通过在溶液中引入F-子,实现了弱酸性条件下Fe纳米粒子在微米Al粉表面定量、快速地化学沉积,制备出具有核壳结构的Fe/Al微纳米复合粒子.将该复合粒子中的Al核用盐酸溶蚀后得到由纳米Fe粒子组成的空心球壳.利用SEM、EDS、XRD、BET和TG/DSC对产物进行了相应地表征,结果表明,微米Al核表面被一层粒径约为30~60nm的Fe纳米粒子致密包覆,Fe/Al复合粉体的比表面积达到11.993m2/g较包覆前的1.082m2/g增加了11倍,且Fe/Al微纳米复合粉体与O2反应的活性明显高于原料Al粉.

关键词: 复合材料 , 表面包覆 , 置换法 , Al粉 , 纳米Fe粒子

气相色谱-质谱技术分析油树脂中的挥发性及非挥发性成分

战琨友 , 王超 , 徐坤 , 尹洪宗

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2008.06.009

用超临界CO2萃取生姜根茎中的油树脂,并用气相色谱-质谱联用技术对其进行了成分分析.从油树脂中分析出77种化合物,其中挥发油成分50种,主要是α-烯(22.29%)、β-倍半水芹烯(8.58%)、α-法尼烯(3.93%)、β-没药烯(3.87%)和α-姜黄烯(2.63%)等倍半萜类化合物;辣素成分27种,主要成分为6-酚(9.38%)、6-烯酚(7.59%)和分析过程中由酚类或烯酚类化合物受热分解而形成的油酮(9.24%).在辣素成分中,6-异酚、(Z)-10-异烯酚和(E)-10-异烯酚3种化合物是新发现的未见报道的化合物.实验中对这3种新化合物进行了质谱裂解分析.

关键词: 超临界萃取 , 气相色谱-质谱联用技术 , 油树脂 , 成分分析

流道结构和几何尺寸对燃料电池性能影响的实验研究

谭雅巍 , , 李增耀 , 何雅玲 , 陶文铨

工程热物理学报

流场板是质子交换膜燃料电池重要部件之一.本文对以氢气和氧气作为反应气体的质子交换膜电池的极化曲线进行了实验测定,研究了不同流场板结构、流场板深度和宽度对电池性能的影响.研究发现采用组合流道的电池性能最佳.

关键词: 燃料电池 , 流场 , 流场板 , 电池性能

超临界水活化褐煤制取活性炭

程乐明 , , 张荣 , 毕继诚

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2007.03.012

以超临界水(SCW)活化褐煤制取活性炭为目的,在半连续SCW反应装置上,研究了活化温度(600℃~700 ℃)、压力(0.1MPa~30MPa)和KOH添加量(质量分数为0%~15%)对小龙潭褐煤所制活性炭吸附性能和孔结构的影响.结果表明:升高活化温度有利于煤转化率、活性炭BET比表面和碘吸附值的增加,同时中孔比例也明显升高.与相同温度下常压水蒸气活化相比,SCW活化反应有利于活性炭的吸附性能和中孔比例的升高.650℃时活化压力由0.1 MPa升至25MPa,活性炭BET比表面增加74%,中孔所占比例增加38%左右.煤中添加质量分数10%KOH可进一步促进孔隙生成,活性炭BET比表面可达825 m2/g.此外,KOH还可与煤中的矿物质发生反应,通过酸洗脱除活性炭中的灰分至质量分数2%以下.

关键词: 褐煤 , 活性炭 , 超临界水 , 比表面 , 孔结构 , 活化

磁性苯乙烯-二乙烯基苯复合材料及其吸油性能

谷军军 , , 王风贺 , 陈牡丹 , 毛剑宇

材料科学与工程学报

通过水热法制备磁性Fe3O4纳米粒子,并借助乳液体系中苯乙烯单体(St)和二乙烯基苯单体(DVB)在Fe3O4纳米粒子表面发生共聚,最终制得苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(St-DVB共聚物)包覆的Fe3O4纳米复合材料.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析、接触角测量仪、紫外-可见分光光度计对样品的形貌、结构、成分、疏水及吸油性能进行了分析.研究结果表明:磁性St-DVB共聚物表面粗糙并且具有核壳结构,经TG分析发现复合材料中高分子组分的质量分数高达50.51%;制得的材料密度为0.6kg/m3并且水滴接触角为136°,使得粒子能够浮于水面;磁性St-DVB共聚物可以吸附相当于自身重量2.4倍的柴油,并且由于Fe3O4组分的存在可经外加磁场迅速回收复合材料,因此这种材料有望应用于水面浮油净化领域.

关键词: 磁性 , 苯乙烯 , 二乙烯基苯 , 吸附 , 柴油

交联PS微球负载纳米Ni颗粒的制备及表征

宋丹 , , 周际东 , 程志鹏 , 李凤生

功能材料

采用种子聚合法制备出交联聚苯乙烯(PS)微球,经预处理在微球表面引入官能团,采用化学镀法在微球表面负载纳米级Ni颗粒,利用FI-IR、SEM、XRD等测试手段对其进行表征,结果表明:PS微球粒径均匀,平均粒径约为4.3μm,表面光滑;微球负载的纳米Ni颗粒分散性良好、平均晶粒度为9.41nm.利用负载微球对高氯酸铵(AP)进行催化实验,表明负载微球可使AP高温分解峰降低94.2℃左右.研究表明:采用PS微球负载可提高纳米Ni颗粒的分散性,进而提高了Ni颗粒的催化性能.

关键词: 交联聚苯乙烯微球 , 负载催化剂 , 纳米 , Ni , 化学镀

铝热剂用纳米结构Al0.8Mg0.2合金粉末的反应活性

王毅 , , 梁立新 , 刘宏英 , 刘亚青 , 李凤生

稀有金属材料与工程

采用双向球磨法,通过控制球磨时间和助磨剂的添加重,制备了具有纳米级晶粒度的Al-Mg合金,该合金很有希望应用为冲击引发含能材料中的固体燃料.结构表征表明,机械合金化处理后得到的Al0.8Mg0.2呈粒状,且其表面存在大量尺寸约为15~30 nm的纳米结构.另外,球磨后材料的晶粒度从原料Al的>100 nm降低到Al0.8Mg0.2的22.7 nm.热分析结果表明,Al0.8Mg0.2合金粒子具有很高的热反应活性.在空气中,Al0.8M90.2合金于熔化前就发生了明显的氧化还原反应,而这种固-气相反应在原料Al的DSC图谱中却没有出现,且Al0.8Mg0.2-O2体系的高温反应放热峰较Al-O2体系提前了33℃.从TG图谱中可以看出,当加热温度达到1100℃后,有69.13%的Al0.8Mg02被空气中的O2氧化,而在相同的条件下原料Al只有15.52%被氧化,可见原料Al的氧化效率远低于Al0.8Mg0.2.另外,对于Al0.8Mg0.2-Fe2O3铝热体系,其在合金熔化前也发生了显著的固-固相反应,该反应的活化能比随后的液-固相反应降低了331.664kJ.mol-1,这表明由Al-Mg合金组成的铝热剂应具有优异的点火性能.

关键词: 铝热剂 , 机械合金化 , 纳米结构 , 热反应活性

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