超音速气流粉碎技术应用研究新进展

超音速气流粉碎技术作为一种新型的材料深加工技术,具有无污染、耐热敏性、精度高等工艺特点,这使得其应用研究领域不断拓宽。为此综述了超音速气流粉碎技术应用研究进展,概述了超音速气流粉碎技术的工作原理和工艺特点;重点阐述了超音速气流粉碎技术在物料细化、食品加工、中药加工尤其是化学研究中的重要应用及其优势,最后对今后的应用研究工作进行了展望。

硅灰石/橡胶复合材料界面微观结构

天然硅灰石加入固相活性剂硬脂酸 ,经超音速气流机械力粉碎 -活化 ,硅灰石仍呈针状或柱状结构 ,表面镶着呈一定规则排列的细小颗粒 ,系因硬脂酸一端的羧基与硅灰石发生化学反应或化学吸附。硬脂酸另一端 C17烷基与天然橡胶的结构十分相似 ,彼此间相容性较好 ,硅灰石在橡胶中分布较均匀 ,因而活性硅灰石 /橡胶复合材料界面粘结较好。

仙人球型对羟基苯甲醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱Cu(Ⅱ)配合物的合成

利用超音速气流低热固相法合成了对羟基苯甲醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱配体,再以该配体和乙酸铜为原料,通过添加十二烷基硫酸钠(SDS)的方式制备出了晶形规整的仙人球型配合物,利用元素分析和红外等现代测试手段确定了配合物的结构组成。扫描电镜(SEM)研究表明,配合物为规整的仙人球型,颗粒平均尺寸为2.5μm,初步探讨了仙人球型配合物的形成机理;并进一步探讨了反应物计量比、温度、时间对配合物产率的影响,得到了合成产物的最佳工艺条件:反应物计量比1∶1,反应时间2 h,温度50℃,配合物产率达83.48%。

超音速气流低热固相反应合成对羟基苯甲醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱

使用超音速气流对羟基苯甲醛和对氨基苯甲酸在反应器中摩擦活化,再通过撞击固定靶产生迅速的能量交换而发生化学反应,成功实现了超音速气流低热固相反应制备Schiff碱。讨论了循环次数以及反应压力对产物产率的影响,实验结果表明在反应压力0.2 MPa下,原料只需反应6min即可完全转化,相比于其他方法反应时间大为缩短。

超音速气流粉碎──活化硅灰石红外吸收光谱的研究

应用超音速气流使硅灰石、硬脂酸粉体互相碰撞-劈裂-粉碎-断健，其新鲜表面带离子键或活性点，彼此间发生化学反应或化学吸附，粉碎-活化在同一时间完成。红外吸收光谱分析结果证明硅灰石表面有硬脂酸接枝物。

超音速气流固相反应合成对二甲胺基苯甲醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱

在自制的超音速气流固相反应装置中,以对二甲胺基苯甲醛和对氨基苯甲酸为原料合成了对二甲胺基苯甲醛缩对氨基苯甲酸 Schiff 碱。特点是采用超音速气流使对二甲胺基苯甲醛和对氨基苯甲酸在反应器中摩擦活化,再通过撞击固定靶产生快速的能量转换而发生化学反应。用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、质谱等方法对产物进行了表征,考察了循环反应次数和反应压力对产物收率的影响。实验结果表明,对二甲胺基苯甲醛缩对氨基苯甲酸 Schiff 碱适宜的反应条件为:n(对二甲胺基苯甲醛):n(对氨基苯甲酸)=1:1,反应压力0.4 SPa,循环反应次数5次。在此条件下,原料的转化率达100%,产物收率为92.45%。

一种制备Schiff碱的新型方法

介绍了一种制备Schiff碱的新型方法——超音速气流固相法,其原理是在超音速气流下使芳醛和芳胺在反应器中摩擦活化,再通过撞击固定靶产生迅速的能量交换而发生化学反应.利用该方法成功制备了两种对氨基苯甲酸类Schiff碱,采用DTA对其反应进行了定性分析,并用IR、MS、1HNMR表征产物的结构,实验结果显示该方法制备Schiff碱无需溶剂,操作简单,反应时间短,转化率高.

超音速气流粉碎技术在化学反应中的应用研究

为了拓宽超音速气流粉碎技术的应用范围,研究了超音速气流粉碎技术在化学研究中的应用。采用超音速气流粉碎技术使碳酸钠与氯化钙/氯化钡混合粉体在反应腔中快速连续撞击反应,制备了超细碳酸钙/碳酸钡,讨论了超音速气流粉碎技术制备碳酸钙/碳酸钡可能的反应机理,发现反应经历了摩擦扩散—撞击断键反应—成核生长三个过程,并且推测超音速气流粉碎法的总反应特性应该表现为摩擦扩散这一决速步骤的特性,研究结果表明超音速气流粉碎技术能用于进行化学反应,方法原理可行。

超细碳酸钙热分解动力学研究

采用一种新型固相反应方法——超音速气流低热固相法成功制备了超细碳酸钙。应用XRD和SEM对其进行了表征和粒径分析,结果显示制备的碳酸钙颗粒平均尺寸为0.5μm。利用差热分析技术(DTA)测试了该方法制备的超细碳酸钙的热分解动力学参数,得到了碳酸钙的表观热分解活化能为79.1845 kJ/mol,指前因子A为9.181 2×104s-1。

超音速气流低热固相反应合成对硝基苯甲醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱

为了实现无溶剂制备及缩短反应时间,研究了在超音速气流下低热固相反应制备Schiff碱。采用超音速气流使对硝基苯甲醛和对氨基苯甲酸在反应腔中摩擦活化,再通过撞击固定靶产生迅速的能量转换而发生化学反应,成功实现了超音速气流低热固相反应制备对硝基苯甲醛缩对氨基苯甲酸Schiff碱。应用FT-IR,1H NMR,MS等现代测试手段表征了产物结构。进一步讨论了循环次数以及反应压力对产物产率的影响,在反应压力0.2 MPa下,原料循环反应3次转化率即达100%。试验表明超音速气流低热固相反应能用于Schiff碱的制备,方法原理可行,并且工艺简单,反应时间短,产率高。

超声速气流下纳秒脉冲放电实验研究

磁流体动力技术的应用可以革命性地提升高超声速飞行器的性能;其应用的前提是超声速气流具有一定的电导率。分析表明冷态高超声速气流的电离必须考虑采用非平衡电离方式。设计吸气式Ma3的超声速风洞,采用纳秒脉冲电离方式电离气体,研究了静止条件下和Ma3气流下等离子体的空间放电特性。实验结果表明:超声速气流下的放电的击穿电压约为2.88 kV,高于静止条件下的1.85 kV;当正向峰值电压约为4 kV时,超声速气流下单次脉冲放电过程中注入流场的能量约为15.6 mJ;高于静止条件下的8.58 mJ;超声速气流下的放电较为稳定,且频率越高,放电越均匀。随着放电电压的升高,放电呈现明显的丝状。超声速气流下要实现空间均匀等离子的产生,需要较低的气压以及高性能的纳秒脉冲电源。

超音速气流条件下芳香醛和丙二酸亚异丙酯的无溶剂缩合反应

为了实现无溶剂有机合成及缩短反应时间,提出了一种新的无溶剂有机合成方法——超音速气流下的无溶剂反应法。该方法以流体力学和气固两相流为基础,通过在超音速气流条件下,使芳香醛与丙二酸亚异丙酯在反应容器中摩擦活化,再通过撞击固定靶和分子间的相互碰撞,产生迅速的能量交换卖现反应。利用该方法成功实现了芳基亚甲基丙二酸亚异丙酯的制备,进一步讨论了循环次数和反应压力对产物产率的影响。试验结果显示:该方法相对于其它方法产率更高,反应时间更短。