太阳能工业副产二氧化硅对气态硅氧烷的吸附

利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、N_(2)吸附-脱附(BET)及接触角测试等手段对工业源SiO_(2)粉尘进行了表征,研究了其对生物气中六甲基二硅氧烷(L2)杂质气体的吸附净化功能.结果表明:该SiO_(2)粉尘主要由200~500 nm的异形珊瑚状粗糙颗粒构成,外观呈气凝胶状,表面疏水,比表面积(SBET)为68.88 m^(2)/g,平均孔径(Daver)为9.12 nm,总孔容(Vtot)为0.32 cm^(3)/g;SiO_(2)粉尘对L2的穿透吸附曲线呈“S”型,符合Yoon-Nelson模型方程,穿透时间(tB)、穿透吸附量(QB)和饱和吸附量(Qm)分别为2.03 min,7.05 mg/g和10.12 mg/g,表现出良好的吸附性能,且具有较好的循环稳定性,经5次连续吸附-解吸循环后仍具有良好的吸附性能.

硅沉着病患者和实验模型动物不同生物样本中氧化应激生物标志物及其应用研究进展

硅沉着病(矽肺)是在生产环境中长期吸入游离二氧化硅(SiO_(2))含量较高的粉尘(又称矽尘)导致肺部广泛结节性纤维化为主的疾病,随着纤维化的发展逐渐损害肺功能。研究表明,氧化应激是硅沉着病发病的重要机制。在硅沉着病患者或实验动物模型的不同生物样本中存在许多氧化应激生物标志物,其对硅沉着病的发生发展可能具有重要诊断和治疗价值。本文对硅沉着病患者或实验模型动物的血液、尿液、肺组织、呼出气体及支气管肺泡灌洗液中氧化应激标志物的类型、潜在生物学意义、以及优点和局限性进行综述,为其可能应用于临床实践和设定职业暴露限值提供新的方向和线索。

SiO_(2)-H_(2)O纳米流体强化煤尘润湿性的微观机理研究

煤尘污染是世界煤炭行业亟需解决的难题之一,探索绿色高效的新型煤尘润湿剂对于该领域来说具有潜在的应用价值。以Wender模型为研究对象,借助Materials Studio分子模拟软件与物理实验探究了SiO_(2)-H_(2)O纳米流体对煤尘润湿性的影响机制。研究表明:SiO_(2)纳米颗粒(NPs)的反应活性较高,其表面羟基容易与煤分子和水分子形成氢键,从而影响煤尘的润湿特性。NPs与煤分子的相互作用能力较强,其吸附在煤尘表面后能吸附更多的水分子。当体系中NPs的吸附数量为0~5时,随NPs数量的增加,吸附体系中煤和NPs、NPs和水之间的相互作用能以及固-液分子间氢键的数量呈增大的趋势。煤和NPs中氢、氧原子之间的g(r)曲线值最大,峰值较高,而煤和水中氢、氧原子之间的g(r)曲线与之相反。随着NPs吸附数量的增加,水分子均方位移与扩散系数呈增大的趋势,加速了对煤尘的润湿。与水相比,纳米流体具有较低的表面张力,当颗粒浓度为2.0%(质量)时,改性煤尘接触角下降率达到了52.85%~61.51%,同时纳米流体处理后的煤尘表面NPs吸附集聚现象明显。本研究分子模拟结果与实验结果相互验证,阐明了NPs强化煤尘润湿性的微观机理,获得了NPs对煤尘润湿性的影响规律,揭示了NPs在煤尘表面的吸附特征,为SiO_(2)-H_(2)O纳米流体强化煤尘润湿性奠定了理论基础。

点火延迟时间对CO_(2)-超细水雾的抑爆特性影响

利用20 L球爆炸实验平台,系统研究了不同点火延迟时间对CO_(2)-超细水雾抑制瓦斯/煤尘爆炸特性的影响。结果表明:相比单一抑爆,在CO_(2)-超细水雾作用下,随着点火延迟时间延长和水雾浓度增大,瓦斯/煤尘爆炸强度削弱,火焰传播速度降低,火焰亮度降低且出现下沉现象,火焰内部煤尘粒子运动状态由向心运动向旋转运动转换。10%CO_(2)、306 g/m3超细水雾时,在1500 ms点火延迟时的最大爆炸压力和最大压力上升速率比无水雾时分别降低了6.79%和16.14%,最大爆炸压力来临时间延长了24.47%;10%CO_(2)、204 g/m^(3)超细水雾下,在2000 ms点火延迟时的最大爆炸压力和火焰平均速度比1000 ms点火延迟时分别降低了5.22%和37.5%,最大爆炸压力来临时间延长24.66%。研究结果为气液两相抑爆剂抑制瓦斯/煤尘爆炸控制参数的确定提供了技术指导。

KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑制铝粉爆燃效果及机理分析

为研究KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂对铝粉爆燃的抑制作用,采用球磨机将KH_(2)PO_(4)和SiO_(2)混合研磨制备出新型的KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂。在哈特曼管实验装置上,开展爆燃火焰传播抑制实验,结果表明:随着KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂含量的增加,爆燃火焰传播长度和速度逐渐减小,当添加质量比10∶6的KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂时,可实现铝粉爆燃火焰传播的抑制。在20 L球形爆炸装置上,开展复合粉体抑爆剂抑制铝粉爆炸压力测试实验,结果表明:随着KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂含量的增加,铝粉爆炸最大爆炸压力pmax和最大爆炸压力上升速率(dp/dt)max逐渐减小,当添加质量比10∶9的KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂时,可实现铝粉爆燃的完全抑制。通过KH_(2)PO_(4)粉体、SiO_(2)粉体与复合粉体抑爆剂对比可知,复合粉体抑爆剂对铝粉火焰传播和爆炸压力的抑制效果都优于单体粉体抑爆剂。通过对铝粉在空气中燃烧的热分析研究,从化学和物理两个方面分析了KH_(2)PO_(4)/SiO_(2)复合粉体抑爆剂对铝粉爆燃的抑制机理。

Na_(2)O和SiO_(2)杂质含量对氧化铝微粉烧结性能的影响

氧化铝微粉因具备优异的烧结性能而广泛地应用于耐火材料领域。除了粒径与比表面积,氧化铝微粉中的杂质含量同样会影响微粉烧结性能。鉴于此,本工作研究了Na_(2)O和SiO_(2)对氧化铝微粉烧结性能的影响,比较了各试样于1500℃烧后的线收缩率以及相对理论密度。结果表明,氧化铝微粉的烧结性能与其高温下生成的液相量相关。当氧化铝微粉中Na_(2)O/SiO_(2)>0.5时,全部的SiO_(2)与部分的Na_(2)O参与液相生成。此时微粉中SiO_(2)的含量越高,生成的液相量越多,粉体呈现出更优的烧结性能。当氧化铝微粉中0.25<Na_(2)O/SiO_(2)<0.5时,所有的Na_(2)O与SiO_(2)均参与液相的生成。此时微粉中Na_(2)O与SiO_(2)总含量越高,生成的液相量越多,相应试样烧后呈现更大的收缩率与更高的致密度。

CO_2-超细水雾对瓦斯/煤尘爆炸抑制特性研究

为了解CO_2-超细水雾对瓦斯/煤尘爆炸抑制特性,用自行搭建的实验系统,从超压、火焰传播速度和火焰结构3个方面研究了CO_2-超细水雾形成的气液两相介质对9.5%瓦斯/煤尘复合体系爆炸的抑爆效果、影响因素与原因。研究结果表明:随着CO_2体积分数和超细水雾质量浓度的增加,爆炸火焰最大传播速度、爆炸超压峰值均出现明显下降,火焰到达泄爆口时间显著延迟;尤其当CO_2体积分数达到14%与超细水雾的共同抑爆效果凸显,瓦斯/煤尘复合体系爆炸超压的"震荡平台"消失,同时火焰结构呈现"整体孔隙化"。所得结论为煤矿井下高效防爆抑爆技术进行了完善和增强。

高效斜板沉淀池工艺在铁合金电炉煤气净化洗涤污水处理上的应用

通过进行一些技术改进,解决了高效集成斜板沉淀池系统应用到铁合金电炉煤气净化洗涤污水处理中暴露的一些问题。改进后,该系统具有节能高效,占地面积小,操作简便,运行可靠等优点,为铁合金行业今后水处理工艺选择提供了很好的范例。

硅铁炉余热发电系统设计

根据硅铁冶炼炉的运行特点和烟尘中SiO_2粉尘积灰特性的实验研究,增设缓冲汽包以保持汽轮机运行的稳定;设计机械除灰装置保证换热效果。建设的余热发电系统运行良好,实现了降低电耗10%～12%的目标。

纳米SiO2对橡胶再生水泥胶砂性能的影响

采用纳米SiO_(2)对水泥进行等质量替代,研究其对橡胶再生水泥胶砂(RRCM)抗压强度、抗折强度和折压比的影响,同时采用扫描电子显微镜对RRCM的微观结构形貌进行表征。结果表明:橡胶颗粒和再生细骨料(RFA)会降低水泥胶砂(CM)的抗压强度、抗折强度和折压比,导致CM的延性变差;纳米SiO;替代水泥后,RRCM的抗压强度、抗折强度和折压比得到显著提升,且其微观结构更加致密;当纳米SiO;的替代率为3%时,RRCM的28 d的抗压强度、抗折强度、折压比分别提升14.1%、39.7%、22.5%,水泥砂浆和RFA之间的界面过渡区更加密实,水化产物分布均匀,孔隙明显减少,具有较好的力学性能和经济效益。

精细雾化抛光TC4钛合金抛光液优化研究

配制适用于TC4钛合金雾化施液抛光的特种抛光液,通过抛光实验获得纳米级的光滑钛合金表面。研究不同磨料、氧化剂和络合剂含量对钛合金材料去除率和表面粗糙度的影响,通过正交试验优化抛光液组成及配比。优化后的抛光液由质量分数20%的SiO_(2)磨料、0.1%的柠檬酸、1%的聚乙二醇-400、2%的H_(2)O_(2)组成,pH值为4。抛光试验结果表明,优化后抛光液的抛光效果较好,材料去除率及试件表面质量均有所提升,其中材料去除率为549.87 nm/min,表面粗糙度为0.678 nm。XPS分析表明,抛光过程中钛合金表层在酸性环境下与H_(2)O_(2)和柠檬酸反应,生成了易于通过机械作用去除的氧化层。