UDMH/NTO双组元凝胶推进剂的制备及性能研究

对UDMH/NTO(偏二甲肼/四氧化二氮)双组元推进剂凝胶剂进行筛选的基础上,分别制备了UDMH与NTO凝胶推进剂,利用Brookfield流变仪研究了其流变性能;在进行了初步发动机试验后发现,氧化剂凝胶的无机凝胶剂颗粒会堵塞管路而使试验不能正常进行。通过对氧化剂凝胶的改进,重新建立了氧化剂凝胶体系并研究了其流变性能。发动机试验表明:新的UDMH/NTO双组元凝胶体系能够满足发动机设计对凝胶推进剂的要求。

利用UDMH合成胺基酰亚胺化合物的研究进展

回顾了国外近十年来关于利用偏二甲肼(UDMH)合成胺基酰亚胺(aminimide或aminemide)化合物的研究进展。分析了胺基酰亚胺化合物的热解、光解、聚合等主要化学性质,探讨并比较了其热解和光解机理。总结了该化合物用于合成潜伏性固化剂、表面活性剂、分子识别剂及药物等领域的研究现状。分析表明该化合物在上述领域具有推广前景,是废弃UDMH再利用的一条有效途径。

MnO_x/ACF联合VUV催化降解UDMH废水

采用原位还原法制备了催化剂MnO_x/ACF,并联用真空紫外光(VUV)降解偏二甲肼(UDMH)废水。考察了催化剂投加量、初始pH以及初始浓度对UDMH降解率以及COD降解率的影响。结果表明:当催化剂投加量为15 g/L,UDMH初始质量浓度为50 mg/L,初始pH为9.1时,降解反应较快,UDMH的10 min降解率就达95%,COD的90 min降解率可达90%。通过8 h光照再生,催化剂活性基本可以恢复,再生3次的催化剂使用效果可以达到初次使用的80%以上。

微波强化Fenton降解偏二甲肼废水

采用微波强化Fenton工艺处理了偏二甲肼废水,考察了微波功率、H2O2投加量、pH值、Fe2+与H2O2摩尔比等因素对废水处理效果的影响,通过正交实验确定了该工艺的最佳条件。结果表明,在微波功率280 W,H2O2(68.5 g·L-1)投加量4.0 mL、水样pH=4.0、Fe2+与H2O2摩尔比1:16、反应时间8.0 min的条件下,偏二甲肼废水COD去除率可达98.4%。

偏二甲肼的离子色谱分析检测

采用离子色谱法建立偏二甲肼的定量分析方法,并对样品中偏二甲肼的含量进行测定。以20mmol·L^(-1)甲烷磺酸溶液为淋洗液,使用CS12A(250mm×4mm)阳离子交换柱,电导检测器,外标法定量。测得偏二甲肼的检出限为0.05mg·L^(-1),在25~1 000mg·L^(-1)浓度范围内,线性回归方程为Y=502 686 X+239 795,R=0.999 7。40 mg·L^(-1)和400mg·L^(-1)水平的平均回收率分别为99.7%和99.5%,8次样品重复测定的相对标准偏差为1.10%。结果表明,采用离子色谱测定偏二甲肼的方法快速、准确、可靠。

ACF/TiO_2复合材料的制备及光催化降解偏二甲肼废水

用溶胶-凝胶法制备ACF/TiO2复合材料,并用于光催化降解偏二甲肼废水。同时,还讨论了材料的活化温度、偏二甲肼废水的初始浓度、H2O2及催化剂重复利用等因素对光催化效率的影响。实验结果表明,当材料的活化温度为300℃,体系中H2O2的浓度为0.12mol/L时,偏二甲肼的降解效果良好,偏二甲肼40min后的降解率达到99%以上。

水中微量偏二甲基肼检测方法的研究和应用

偏二甲基肌是川作火箭推进剂燃料，有较大的毒性，也是环境污染物。它的水中最大允许浓度为０．０６ｍｇ／Ｌ。本研究建立了一种水中微量偏二甲基肼的检测方法，采用钼酸铵作为试剂的比色测定法，方法简便、准确、灵敏度高，可川于现场检测。本文还报道了应用本法测定了水中微量肼和甲基肼的稳定性的结果。

自然环境中偏二甲肼蒸发扩散规律预测仿真

为预测有毒液体推进剂偏二甲肼在自然环境中蒸发扩散规律,采用流体力学软件FLUENT,对大气环境下蒸发容器中纯偏二甲肼的蒸发扩散过程进行了数值仿真。并利用在某基地蒸发实验获取的测量数据对仿真模型进行有效性验证,分析了不同风速、不同源强条件下有毒气体蒸发后的毒气浓度分布情况。仿真表明,风速越大,推进剂蒸发扩散的速度越快。单位体积内源强的大小以及环境温度和压强对推进剂的蒸发扩散影响不大。

CO_(2)诱导肼类燃料低温反应机理研究

为研究CO_(2)诱导肼类燃料在低温下的反应机理,采用量子化学计算对肼(N_(2)H_(4))、甲基肼(MMH)和偏二甲肼(UDMH)在不同温度下与CO_(2)的反应过程与势能面进行了分析。利用分子平均局部离子化能(ALIE)与福井函数/双描述符预测了N_(2)H_(4)、MMH和UDMH的反应活性位点,通过过渡态理论获得不同肼类燃料与CO_(2)反应的路径,构建其通道势能面,根据高精度能量获得宽温度范围下热力学参数与动力学数据。结果表明N_(2)H_(4)活性位点为N,MMH活性位点为与甲基相连的N,UDMH活性位点为氨基中的N;CO_(2)诱导肼类燃料低温反应的主要产物为肼羧酸,该反应为低温正向、高温逆向反应,这与常规燃料反应呈现相反的特点;在10 MPa压力下,N_(2)H_(4)的正逆向反应转变温度最小,约为400 K,MMH的正逆向反应转变温度约为460 K,而UDMH很难与CO_(2)反应;肼类燃料与CO_(2)的反应速率常数随温度升高而增大,其中MMH反应速率常数最大,在10 MPa、453 K环境下k为3.51×10^(-8)L/(s·mol)。

偏二甲肼悬浊液电流变特性的实验研究

采用混合绝缘油的方法改善了偏二甲肼(UDMH)弱绝缘特性,实现了UDMH悬浊液的电流变效应。利用电流变测试装置对UDMH悬浊液进行实验研究,分析不同电场强度和藻酸介质含量对UDMH悬浊液电流变特性的影响。结果表明,悬浊液在无电场和有电场下的质量流率均随介质质量分数增加而减少,但变化趋势不同;随介质质量分数增加,无电场时质量流率不断减少,而有电场时质量流率趋于定值,此值受电场强度和介质质量分数相互作用影响;5%UDMH含量的悬浊液,在藻酸介质含量30%、电场强度2kV·mm^(-1)时的电流变效应最佳;偏二甲肼含量对UDMH悬浊液绝缘性有很大影响,其含量小于15%的悬浊液都可实现电流变效应。

偏二甲肼水溶液在3A分子筛上的吸附平衡与动力学研究

采用气相色谱（GO）法测定了偏二甲肼（UDMH）水溶液中各组分的相对含量，通过静态吸附实验及吸附动力学实验测得UDMH水溶液在3A分子筛上的吸附平衡和动力学，用Langmuir方程和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合。采用DiinwaldWagner方法解析吸附动力学数据求得有效扩散系数D′，研究了温度、初始水含量（C0）和分子筛粒径（矗。）对D′的影响。结果表明，在15℃下C0为2．298％、dp为250-420μm时D′为1．49×10^7cm^2／s，并随着温度的升高或水含量的增加而增大，但受分子筛粒径的影响较小。UDMH水溶液在3A分子筛上的吸附动力学参数为：活化能E为3．341×10^4J／mol，指前因子D。为0．1695 cm^2／s。

菌群FYD降解偏二甲肼的动力学研究

用Haldane生长抑制动力学模型模拟了偏二甲肼(UDMH)高效降解菌群(FYD)的生长动力学过程,用Andrews非竞争性底物抑制动力学模型模拟了UDMH的降解动力学过程,拟合出动力学方程。通过拟合方程计算了比生长速率与比降解速率。结果表明,UDMH初始浓度为43.6980 mg·L-1时,菌群有最大比生长速率,UDMH初始浓度为50.2261 mg·L-1时,UDMH有最大比降解速率,理论值接近于实验值的50 mg·L-1。菌群FYD降解UDMH的产率系数为0.229,反映了菌群FYD对UDMH的耐受性和利用情况。比生长速率与比降解速率的线性关系表明,在菌群FYD降解UDMH过程中存在物料平衡,细胞生长随UDMH浓度的变化存在合理性。

长贮库房内偏二甲肼扩散浓度快速估算方法

为快速获取判断偏二甲肼(UDMH)长贮库房内泄漏位置所需的关键信息,基于数值模拟方法研究储罐、壁面和通风状态等对长贮库房内UDMH蒸气扩散规律的影响,进而修正理想气体扩散公式中的扩散参数,使其适用于长贮库房内特殊布局和状态条件下UDMH扩散浓度分布的快速估算,并分析不同泄漏位置下该计算公式的误差。结果表明:泄漏位置与储罐之间的相对位置对当地扩散参数影响较大,使得储罐附近快速估算浓度误差相对较大,但储罐之间的平均误差不超过10%。

UDMH/NTO火箭发动机尾焰流场特性数值仿真

采用AUSM(advection upstream splitting method)空间离散格式,探究了常用的3种k-ε湍流模型和2阶、3阶迎风格式对激波捕捉效果的影响。采用标准k-ε双方程模型和2阶迎风格式对不同高度和不同来流马赫数下的偏二甲肼/四氧化二氮(UDMH/NTO)火箭发动机尾焰流场进行喷管-尾焰流场一体化仿真。复燃反应采用12组分18步化学反应模型,喷管入口参数由热力计算给出。结果表明:随着来流马赫数的增加,波节数逐渐降低;随着飞行高度的上升,尾焰影响区域逐渐扩大;复燃反应造成混合区中的O_2、N_2质量分数大幅下降,而混合区中O、OH、NO质量分数则有所上升。

液体推进剂泄漏时的安全疏散距离

液体推进剂属于危险化学品,一旦发生泄漏,会引起火灾、爆炸、人员中毒和环境污染。因此,有效地控制推进剂泄漏,对于减缓危害十分重要。该文分析了液体推进剂的泄漏扩散过程,建立了推进剂管道或贮罐孔洞突发泄漏时污染物时空分布模型,采用大气Gauss扩散模型计算了发生泄漏扩散时的安全距离和人员疏散范围。结果表明:当推进剂泄漏到直径为5 m的液池中且连续扩散时:偏二甲肼的安全疏散距离为1 200 m;四氧化二氮的安全疏散距离为600 m。该模型可用于推进剂泄漏时的应急处置和风险管理。

介质阻挡放电-发射光谱测定偏二甲肼

基于气相色谱分离、低温等离子放电与发射光谱技术建立了偏二甲肼(UDMH)的测定方法。以介质阻挡放电(DBD)低温等离子体作为偏二甲肼的发射光谱(OES)激发源、DBD-OES微型发射光谱系统产生的384.94 nm特征光谱为检测信号,电荷耦合检测器(CCD)采集信号。仪器检出限为0.48μg/L;UDMH质量浓度为5μg/L时,相对标准偏差(RSD)为1.3%;环境水样的加标回收率为84%~90%。方法可应用于痕量偏二甲肼的检测和应急监测。