基于Fe^(3+)-DA-APS自催化体系的Fe_(3)O_(4)/PAA水凝胶的制备及性能研究

以Fe_(3)O_(4)纳米粒子为磁性组分,基于AA(丙烯酸)与部分Fe3O4反应产生的Fe3+、多巴胺(DA)构建双重自催化过硫酸铵(APS)的自由基聚合体系,在低温下制备了Fe_(3)O_(4)/聚丙烯酸(PAA)水凝胶,并对其进行表征。研究结果表明:Fe_(3)O_(4)/PAA水凝胶具有良好的力学性能,断裂伸长率、拉伸强度分别为900%、251.1 kPa;同时,其可较好粘附不同基材,在钢材上粘附-剥离循环20次后粘附强度仍稳定在30.7 kPa左右;此外,其还可感应极小形变,并在166 ms内快速响应。该Fe_(3)O_(4)/PAA水凝胶综合性能良好,具备应用于柔性传感器等领域的潜力。

具有饱和效应的任意阶自催化反应扩散模型的Turing不稳定性和Hopf分支

利用Hopf分支理论,研究一类具有饱和效应的任意阶自催化反应扩散模型.首先,对常微分系统给出正平衡点的稳定性,且以a为分支参数给出Hopf分支的存在性及稳定性;其次,对扩散系统建立由扩散引起的Turing不稳定性,同时给出Hopf分支的存在性;最后,用数值模拟实例验证理论分析结果的正确性.

含能材料自催化分解特性的快速鉴别方法

含能材料的自催化特性是造成含能材料极具危险性的主要原因之一,常用的自催化反应鉴别方法是利用差示扫描量热仪(DSC)、微热量热仪(C80)进行的“等温法”试验,该方法温度选择较为困难,试验周期较长且具有一定的危险性,有必要寻找一种快捷安全的自催化反应鉴别方法。基于绝热量热试验,结合反应机理函数,提出可快速鉴别含能材料自催化分解特性的方法,并利用该方法测量5种样品(过氧化二叔丁基(DTBP)与甲苯混合溶液、六硝基茋-Ⅳ(HNS-Ⅳ)、双(5-硝基四唑)合钴(Ⅲ)(BNCP)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、羧甲基纤维素叠氮化铅(CMC-LA)的绝热热分解特性。测量和分析结果表明:DTBP与甲苯混合溶液的热分解符合n级反应规律,HNS-Ⅳ、BNCP、CL-20、CMC-LA的热分解符合自催化反应规律,自催化反应强度随热惯性的增加而降低;新方法不需要计算准确的反应动力学参数,在自催化反应进行的初期就能完成自催化特性的鉴别,减少了测量时间的同时大大降低了测量过程的危险性,可快速鉴别物质分解是否有自催化特性,并可准确表征反应的自催化特性强度。

具有饱和效应的自催化反应扩散模型的分支分析

在齐次Neumann边界条件下研究一类带有饱和效应的任意阶自催化反应扩散模型.首先对常微分系统,给出正平衡点的稳定性,且以k为分支参数得到Hopf分支的存在性及稳定性.其次对扩散系统,建立由扩散引起的Turing不稳定性,同时当扩散系数满足一定条件时给出Hopf分支的存在性,并利用规范型理论和中心流形定理建立Hopf分支的方向和稳定性.最后,借助一些数值模拟实例,验证理论分析结果.

具有可逆效应的自催化扩散模型的定性分析

在齐次Neumann边界条件下,研究一类具有可逆效应的自催化扩散模型.首先,通过稳定性理论建立由扩散引起的Turing不稳定性;其次,利用Crandall-Rabinowitz局部分支理论,给出简单特征值处的分支结构;最后,采用空间分解技术和隐函数定理,证明双特征值处稳态分支的存在性.

自催化乙醇法玉米秸皮浆的制备及其性能

以纸张耐破度、耐折度、撕裂度、抗张强度以及浆料的白度和粗得浆率为指标,通过对保温温度、保温时间、乙醇体积分数以及液比的优化,考察了玉米秸皮对自催化乙醇法制浆的适应性,同时考察了增强剂对该浆料的抄纸性能的影响。结果表明,玉米秸皮适于自催化乙醇法制浆,制浆最优条件为保温温度180℃,液比1∶8,乙醇体积分数50%,保温时间100 min;阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺以及羧甲基纤维素均可以改善玉米秸皮自催化乙醇法浆料的抄纸强度,其中羧甲基纤维素的使用可使纸张性能达到牛皮纸一等品的要求。

撑蒿竹自催化乙醇法制浆及木质素降解动力学分析

研究了撑蒿竹自催化乙醇法制浆过程中保温温度和保温时间对粗浆得率、木质素及其他组分溶出量和木质素转化率的影响规律,并在此基础上分析了木质素的降解动力学。结果表明,在保温阶段前90 min内,温度越高,木质素的转化率越高,浆料中其他组分的脱除主要发生在保温阶段前150 min内,其他组分脱除量随温度升高而增大;木质素的降解反应为一级反应,可分为大量脱木质素(保温阶段前60 min)、少量脱木质素(60~120 min)和残余脱木质素(120~210 min) 3个阶段,脱木质素反应活化能分别为24.23、129.1和328.8 kJ/mol。

化学自催化混沌反应模型中的耦合作用与混沌同步

选用混沌自催化反应作为子系统 ,构造了耦合自催化反应系统 ,研究了耦合变量、耦合系数对混沌动力学行为的影响 ,给出了不同耦合系数下系统的动力学特征 ,探讨了耦合作用机制 .结果表明 ,耦合作用能明显地改变子系统的动力学行为 ,强化系统间的相关性 .耦合后的混沌运动受到调整与抑制 ,耦合强度加大时 ,呈现出混沌运动轨线的周期化 ,耦合系数大于临界值 ,两子系统实现了完全的同步 .不同变量的耦合时 ,影响最大的是第二种变量 .对于三种物质均有耦合时 ,更容易出现混沌的抑制、运动状态的锁相与周期化和混沌的完全同步 .

分解反应自催化性质快速鉴别的实验方法

许多物质的分解都具有自催化特性,常用的自催化鉴别方法是利用差示扫描量热仪(DSC)、微量量热仪(C80)等进行等温实验判定(简称"等温法").但等温法的温度选择较为困难,因此很有必要从实验角度找到一种简便有效的自催化鉴定方法.本文基于Roduit理论模拟的结果,从实验角度提出了分解反应自催化特性的判定方法(简称"中断回扫法"),并利用该法以及等温法对4种样品(硝酸异辛酯(EHN)、2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)、过氧化二异丙苯(DCP)以及过氧化氢异丙苯(CHP))的分解特性进行判定.结果表明:EHN以及DCP的分解符合n级分解规律,而2,4-DNT以及CHP的分解符合自催化分解规律;中断回扫法可以快速、有效地用于鉴别物质分解是否具有自催化特性.

自催化还原制备超细空心镍粉的形成过程研究

超细空心粉末由于其特殊结构和性能而受到研究者的广泛关注.对自催化还原法制备空心镍球的形成过程进行了较深入的研究,认为反应产物的粒径和粒度分布主要取决于原始胶核的形态以及反应孕育期的长短.通过控制工艺参数,可以得到不同结构的空心金属镍粉末或是包含有细小核心的粉末.

2,4-二硝基甲苯热解自催化特性鉴别及其热解动力学

为研究2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)的热危险性及其分解反应的特征, 利用差示扫描量热仪(DSC)对该物质进行了动态扫描测试, 得到其起始分解温度T0范围为272.4-303.5℃, 分解热ΔHd约为2.22 kJ·g-1. 在此基础上, 采用瑞士安全技术与保障研究所提出的快速鉴别法(瑞士方法)及数值模拟技术, 对其分解反应的特性参数进行了推算, 结果表明其分解具有自催化性. 采用Malek法分析了该物质分解反应的最概然机理函数并得出了相关动力学参数, 表明其分解具有自催化性且符合Sestak-Berggren双参数自催化模型(SB模型), 这与瑞士方法所得结论一致. 采用等温DSC测试获得了该物质的‘钟形’热解曲线, 从而验证了两种方法的结论.

新型自催化氰基树脂的制备及其初步热性能

合成了两种分子主链结构上含有氨基和酰亚胺结构的自催化氰基单体,采用1H-NMR对单体结构进行了表征,运用DSC对其固化行为进行研究,并与其他可自催化氰基单体进行对比,运用FTIR和TGA对固化物的结构和热稳定性进行了初步表征。DSC测试结果表明,含酰亚胺结构的自催化氰基单体熔融后,250～300℃给出明显的固化放热峰。FTIR验证了氰基固化形成的结构。TGA测试表明其具有较好的热性能,空气和N2中的Td5均高于510℃,且N2中残重高于60%。

微矿粉在大体积混凝土中自催化效应的研究

本文通过对某重点大体积混凝土工程中 ,使用 40 % (450m2 /kg)的微矿粉后 ,内部温度达到 93 9℃的现象进行了研究 ,发现在大体积混凝土中由于水泥水化的热量积累效应 ,导致混凝土内部不断升温 ,升温会对微矿粉产生加速水化作用 ,进而引发微矿粉自催化效应 ;根据模拟试验及工程应用结果表明 ,传统水化热测量方法 (GB2 0 2 2 80 )与实际工程应用有一定差异 ,建议在大体积混凝土施工中 。

低合金钢点蚀扩展过程中的自催化作用

选用了4种低合金钢,通过模拟闭塞腐蚀电池试验,考察了闭塞区溶液条件的变化对闭塞阳极腐蚀溶解速度的影响。结果表明,随着孔内FeCl2浓度增加,pH值下降,阳极腐蚀溶解的速率下降。自催化酸化作用仅是说明在闭塞电池中,溶液酸化保持了金属表面的活化状态,使孔内金属可继续溶解和水解,从而使腐蚀溶解主要集中在孔内而导致蚀孔不断扩展。其所需要的条件是孔外阴极区电位要明显高于孔内电位。

自催化还原法回收化学镀镍废液

采用自催化还原法回收化学镀镍废液中的镍离子。通过对溶液pH、温度、ρ(NaH2PO2.H2O)及反应时间等几个因素的控制进行单因素试验和正交试验,确定镍回收的最佳工艺条件为:pH为10～11,θ为80℃,ρ(NaH2PO2.H2O)为50 g/L,t为60 min,镍粉的回收率可达96%以上。对最优条件下回收的镍粉进行电子扫描电镜检测,结果表明,制得的镍粉呈圆球状,分散均匀,粒径大约在2μm,属于超微粒镍粉,具有很好的应用价值。

腰果酚-木质素复合自催化型聚氨酯泡沫的制备及性能研究

以腰果酚为原料,先合成一种分子主链结构上含有叔氨基的自催化型聚醚多元醇(CPO),然后与异多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)在无催化剂下制备出一种腰果酚基自催化型聚氨酯泡沫(CPUF),再采用木质素对CPUF增强改性,制备腰果酚-木质素基复合自催化型聚氨酯泡沫(LCPUF),并研究了木质素添加量对此复合聚氨酯泡沫的结构与性能的影响。结果表明:采用木质素改性CPUF可有效提高泡沫的表观密度及压缩强度;当木质素添加量为CPO质量的20%时,所制备的LCPUF泡孔略有减小,表观密度和压缩强度最大,分别为81.48 kg/m^3、0.44 MPa;TG分析显示,木质素的加入对CPUF的热降解过程无显著影响。

3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的自催化合成及其合成条件优化

以盐酸三甲胺和环氧氯丙烷为原料,利用正交实验的方法合成了活性阳离子醚化剂3 氯2 羟丙基三甲基氯化铵(CHPTA),通过水蒸汽蒸馏和正丙醇重结晶的方法有效提高了CHPTA产品的纯度;并用元素分析、熔点测定、红外光谱分析及核磁共振分析的方法对产物进行分析和表征。正交实验的结果表明反应温度和反应时间对CHPTA的收率影响较大,优化的合成条件为反应2h,反应温度35°C,环氧氯丙烷三甲胺盐酸盐的摩尔比为1.1,在此条件下CHPTA的收率可达96%以上。

麦草自催化乙醇制浆工艺及反应历程的研究

通过正交实验确定了麦草自催化乙醇制浆的工艺条件,并对其反应历程进行了研究。正交实验结果表明最佳工艺条件为:蒸煮温度195℃、液比1∶8、保温70min(升温120～130min)、乙醇和水的比例为55∶45。

诱导自催化法制备Ni-P超细非晶合金的动力学研究

加入诱导剂(如KBH_4)可使Ni^(2+)与H_2PO_2反应在常温下进行,便于测量反应中放出的H_2体积,有利于研究反应的动力学过程及其与反应条件的关系.反应为二级自催化反应,反应活化能约60kJ·mol^(-1).pH值不影响反应速率常数,但pH值越大,反应诱导期越长,一般可在40min内完成.由于加入诱导剂能一次成核,生成的Ni-P非晶合金为均匀的球形颗粒.

自催化氧化还原技术处理PCB络合废水试验研究

针对PCB络合废水络合铜浓度高、COD难达标、可生化性差等特点,在研究铜对铁碳微电解和Fenton氧化的催化作用的基础上,采用催化铁内电解-Fenton催化氧化联合自催化氧化还原技术对PCB络合废水进行处理,并通过混凝实验进一步去除废水中污染物。零价铁可置换出络合铜中的铜,单质铜与零价铁可形成Fe-Cu催化还原体系,对Fenton氧化也具有催化作用,可有效提高废水的处理效果。通过单因素实验确定各工艺最佳反应条件,实验结果表明,催化铁内电解最佳工艺条件为:p H=2,反应时间为60 min,铁屑投加量为5 g/L;Fenton催化氧化最佳工艺条件为:p H=3,反应时间为60 min,H2O2投加量为15 m L/L;混凝实验PAM最佳投加量为10 mg/L。最佳工艺条件下废水COD和总铜去除率分别可达到94.5%和98.8%,B/C由0.12提高到0.32,废水可生化性得到显著提高,为后续处理创造了条件。