含能功能化氧化石墨烯的制备、热分解行为及其对AP热分解的催化作用

为了提高氧化石墨烯(GO)对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化活性,以GO和2,4,6-三硝基苯胺(TNA)为原料,N,N-二甲基甲酰胺、三乙胺为溶剂和酸束缚剂,合成一种新型含能功能化氧化石墨烯(EFGO);采用HRTEM、FT-IR、Raman和XPS表征了EFGO结构;采用TG-DTG和DSC分析了EFGO的热分解行为及EFGO对AP热分解反应的催化作用。结果表明,TNA通过共价键修饰至GO片层表面,其中,TNA分子中的—NH2与GO片层表面的C—O—C发生开环反应,生成C—NH键;EFGO热稳定性高,在143.8~770.0℃范围内发生了非常缓慢的失重过程,最大失重率发生在约172.1℃,整个过程失重21.2%;EFGO质量分数分别为2.5%、5%和10%时,可使AP在高温阶段的分解峰温分别降低25.6、48.0和113.1℃,表观分解放热量分别增加371、1499和2693J/g;表明EFGO对AP热分解反应的催化活性相对于GO得到显著提高,将其作为非金属含能催化剂应用于AP基固体推进剂具有潜在的应用前景。

2,4-二硝基咪唑含能锂盐的热分解行为及其对AP热分解的催化作用

为寻求2,4-二硝基咪唑为配体的新型含能催化剂,以2,4-二硝基咪唑和碳酸锂为原料,丙酮为反应溶剂,合成了2,4-二硝基咪唑含能锂盐(Li-DNI)。采用元素分析,1HNMR,13CNMR和XPS表征其结构。采用TG-DTG和DSC分析了Li-DNI的热分解行为及Li-DNI与高氯酸铵(AP)热分解反应过程中的互为催化反应。用Kissinger公式和Ozawa公式计算了Li-DNI热分解反应的表观活化能及Li-DNI/AP混合物在低温分解阶段(LTD)和高温分解阶段(HTD)的非等温反应动力学参数。结果表明,Li-DNI分子式为Li C3HN4O4·H2O。Li-DNI热分解过程主要由一个吸热熔融峰和分解放热峰组成,相应峰温分别为84.5℃和310.7℃,放热分解反应表观活化能为153.3 k J/mol。Li-DNI与AP热分解反应过程中产生互为催化作用:Li-DNI可加快AP热分解,使AP在LTD和HTD阶段的峰温和表观活化能分别降低41.8℃和75.6℃,56.0 k J/mol和10.8 k J/mol,表观放热量增加432.3 J/g,显示Li-DNI对AP热分解具有较好的催化作用。AP也可加速Li-DNI热分解,可使Li-DNI剧烈分解阶段的峰温提前19.9℃。

ANPyOPb(Ⅱ)含能配合物安全性能和非等温热分解反应动力学

为提高2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶^(-1)-氧化物(ANPyO)Pb(Ⅱ)(Pb-ANPyO)含能配合物能量水平,获得安全性能和热分解特性参数。以ANPy O和醋酸铅为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,合成了ANPy OPb(Ⅱ)含能配合物。采用红外光谱(FTIR),元素分析和X射线光电子能谱分析(XPS)表征其结构,测试了其撞击感度和摩擦感度,采用差热分析-热重法(DSC-TG)研究其在不同升温速率下的热分解行为,利用Kissinger公式,Ozawa公式,热力学关系式和Zhang-Hu-Xie-Li公式分别计算了配合物热分解反应的表观活化能和热力学参数,以及配合物的热安全性参数。结果表明,配合物分子式为Pb(C5H3N5O5),特性落高和摩擦感度分别为238 cm和0。配合物在25~500℃范围内的热分解过程由一个吸热熔融峰和一个分解放热峰组成,相应峰温分别为265.0℃和332.6℃。用Kissinger法和Ozawa法所得配合物放热分解反应的活化能分别为202.42 k J·mol^(-1)和197.40 k J·mol^(-1),放热分解反应的活化熵,活化焓和活化自由能分别为149.5 J·mol^(-1)·K^(-1),197.7 k J·mol^(-1),112.1 kJ·mol^(-1),热爆炸临界温度和自加速分解温度分别为586.6 K和572.4 K。

物化法修复火炸药污染土壤研究进展

文章综述了国内外物理、化学法修复火炸药污染土壤的研究进展,应用于火炸药污染土壤的物理法主要有深埋、填海及淋洗,化学法主要有碱处理法、高级氧化法、零价铁还原法等。指出了将多种方法综合使用是火炸药污染土壤修复的发展方向。

生物淋洗法修复2,4-DNT-3-SA污染土壤

采用静态生物淋洗法处理含2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠(2,4-DNT-3-SA)的土壤。考察供氧条件、土水比及温度对2,4-DNT-3-SA去除效果的影响,结果表明,在好氧、37oC、土水比为10:5的条件下,2,4-DNT-3-SA去除率最高,达到98.75%。采用高通量测序法分析土壤中微生物菌落结构及多样性,结果表明,土壤中的优势菌属主要为假单胞菌属、鞘脂菌属和芽孢乳杆菌属。

活性焦吸附处理五氯酚钠废水

以活性焦为吸附剂,采用静态吸附实验考察活性焦对PCP-Na模拟废水的吸附性能,研究了反应时间、温度、p H值、活性焦用量对吸附效果的影响,采用急性毒性法评价吸附前后废水急性毒性的变化.结果表明,在原始p H下,温度40℃,活性焦用量4 g·L-1,反应时间180 min时,废水中PCP-Na的浓度由100 mg·L-1降为2.92 mg·L-1,去除率97.07%.吸附后废水的急性毒性下降99.09%.PCP-Na在活性焦表面的吸附是拟二级反应,吸附速率常数为2.52×10-2g·mg-1·min-1,其吸附行为可用Langmuir等温线模型进行描述;热力学计算结果表明吸附反应是自发和吸热过程.

拔贡水电站改扩建工程大坝帷幕灌浆施工技术

拔贡水电站改扩建工程地质条件复杂,大坝基础帷幕灌浆效果对大坝是否能储水发电有着重要的影响,文章对大坝基础帷幕灌浆施工、施工中遇到的技术难题及解决的办法、灌浆的效果分析进行了阐述。

硝酰胺热分解反应动力学研究

以尿素为原料制备硝酰胺,经过分离提纯后采用差示扫描量热法(DSC)研究了硝酰胺的热分解性质。根据DSC数据结果,采用Kissinger法和Ozawa法分别获得了硝酰胺的热分解表观动力学参数。并基于动力学数据通过Zhang-Hu-Xie-Li法计算得到的硝酰胺的自发火温度和自加速分解温度。

2,6-二硝基甲苯在土壤中的吸附行为

采用静态吸附实验,对供试土壤吸附2,6-二硝基甲苯(2,6-DNT)的过程进行了研究,探讨了土壤对2,6-DNT吸附的动力学及热力学特征,并研究了溶液p H、土壤投加量对吸附的影响。结果表明:2,6-DNT在供试土壤上的吸附在24 h达到平衡,吸附过程符合拟二级动力学模型;Freundlich模型能够很好的拟合土壤对2,6-DNT的吸附等温曲线;热力学计算结果表明供试土壤对2,6-DNT的吸附反应是自发和吸热过程;p H对吸附过程影响不大,随着土壤投加量的增加,2,6-DNT去除率不断提高,单位土壤的平衡吸附量不断降低并且逐渐趋于平缓。