新型无氨凝胶的制备与胶凝特性研究

采用光电分析法研究了环保型无氨凝胶防灭火材料,比较了三种促凝剂与水玻璃生成无氨凝胶的胶凝特性,并研究了具有较好胶凝特性的促凝剂C与水玻璃在不同浓度、不同温度下的成胶特性及其失水性和热稳定性。结果表明:促凝剂C对水玻璃的促凝效果较好,生成的凝胶强度高、失水率低;当水玻璃浓度为7%、促凝剂C浓度为1.8%～3.0%时,对成胶过程有利;由浓度为7%的水玻璃与浓度为2.5%～3.0%的促凝剂C生成的凝胶失水速率最小;温度大于80℃时,凝胶失水速率随温度升高快速增大;凝胶在不同阶段的失水速率满足不同的动力学特征,初期主要受表面控制,中期为扩散控制。水玻璃成胶特性与促凝剂中阳离子的化学价有关,高价阳离子更有助于凝胶的生成。     

新壤无氨凝胶的制备与胶凝特性研究

采用光电分析法研究了环保型无氨凝胶防灭火材料，比较了三种促凝剂与水玻璃生成无氨凝胶的胶凝特性，并研究了具有较好胶凝特性的促凝剂C与水玻璃在不同浓度、不同温度下的成胶特性及其失水性和热稳定性。结果表明：促凝剂C对水玻璃的促凝效果较好，生成的凝胶强度高、失水率低；当水玻璃浓度为7％、促凝剂C浓度为1．8％-3．0％时，对成胶过程有利；由浓度为7％的水玻璃与浓度为2．5％-3．0％的促凝剂C生成的凝胶失水速率最小；温度大于80℃时，凝胶失水速率随温度升高快速增大；凝胶在不同阶段的失水速率满足不同的动力学特征，初期主要受表面控制，中期为扩散控制。水玻璃成胶特性与促凝剂中阳离子的化学价有关，高价阳离子更有助于凝胶的生成。     

稠化胶体防灭火特性实验研究

针对煤层自燃火灾的特点,研制出XK2-PR型稠化胶体,通过对XK2-PR型稠化胶体的配方、成胶机理、胶体性质及其影响因素的实验研究与分析,得出XK2-PR型稠化胶体具有一定的强度、渗透性、蠕变性、粘弹性,对水质依赖性小,耐酸碱,溶解速度可调,脱水很慢,有效期较长和灭火时不会产生水蒸汽等优良的防灭火特性.     

稠化胶体防灭火特性实验研究

针对煤层自燃火灾的特点，研制出XK2－PR型稠化胶体，通过对XK2－PR型稠化胶体的配方、成胶机理、胶体性质及其影响因素的实验研究与分析，得出：XK2－PR型稠化胶体具有一定的强度、渗透性、蠕变性、粘弹性，对水质依赖性小，耐酸碱，溶解速度可调，脱水很慢，有效期较长和灭火时不会产生不蒸汽等优良的防灭火特性。     

碱-偏高岭土胶凝材料的凝结硬化性能研究

对碱 偏高岭土胶凝材料的凝结硬化性能进行了研究.研究方法是将碱激发剂∶偏高岭土∶砂=0.7∶1∶1(质量比)混合并成型为3cm×3cm×3cm的试块,在规定的条件下养护到规定的时间,根据试块的抗压强度来评价凝结硬化性能.试验结果表明:碱 偏高岭土胶凝材料的胶砂强度随碱的浓度增加而加快;随养护温度升高和养护时间延长而加快;与水玻璃的模数有关.当水玻璃模数为0.75～1时,胶砂强度发展速率迅速;当水玻璃模数≥2时,砂浆在80℃养护24h不能脱模;当水玻璃模数为0.5时,砂浆拌合时发生闪凝.由此可以推断:当水玻璃模数为0.75～1时,水玻璃中SiO2初始状态有利于反应产物的形成以及(或者)偏高岭土在该水玻璃的碱浓度中的溶解度可能与反应物的形成速度相匹配.     

D4-丙烯酸酯预乳液稳定性的实验研究

采用单因素法探讨了影响八甲基环四硅氧烷(D4)-丙烯酸酯预乳化液稳定性的因素。实验表明:十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10)(配比1∶3)复合乳化剂用量为单体质量的6%,10%的PVA1799保护胶体用量为单体质量的30%～40%,体系pH值5～6,乳化温度50℃时,D4-丙烯酸酯预乳化液的稳定性最佳。     

无氨复合凝胶的制备及其胶凝特性

 为了提高凝胶的防灭火性能及热稳定性,用光电分析法研究了新型无氨复合凝胶的胶凝特性。采用光电法测出无氨复合凝胶的成胶时间,分析温度对复合凝胶成胶时间影响,并在同环境下对比了普通凝胶和复合凝胶的热稳定性。结果表明,复合凝胶的成胶时间随环境温度的升高而缩短,且环境温度对成胶时间的影响程度与复合胶凝剂的质量分数有关,影响程度为：6%的胶凝剂＞8%的胶凝剂＞10%的胶凝剂。Na₂SiO₃·nH₂O溶液中添加含有多种Lewis酸的复合胶凝剂后,中和了硅酸胶团的电荷,破坏硅酸胶团的融合膜,促使胶粒发生沉聚而转变为有弹性的凝胶,并且复合胶凝剂的粒度为破碎多面体,进而增加了比表面积,增加了吸水量,提高了热稳定性。     

焦炭粉冷固成型用粘结剂的研制

探讨了聚丙烯酰胺、葡萄糖、高岭土、AlCl3、腐植酸钠、水溶性苯酚—甲醛树脂和自制的水溶性树脂A (简称为树脂A)等对水玻璃改性的影响。结果表明 ,树脂A使焦炭粉冷固成型的球团的生球和干球强度明显提高。并确定了其较佳配方 :水与水玻璃的重量比为 4∶6 ,其总用量为 1 6 % (占干焦炭粉的重量百分比 ) ;树脂A用量为 0 2 4 % (占干焦炭粉的重量百分比 )。在此较佳条件下 ,所制球团的生球和干球强度 ,与用未改性水玻璃 (其中水与水玻璃的重量比为 3∶7,其总用量为 1 6 %(占干焦炭粉的重量百分比 )所制球团的生球和干球强度 ,几乎相等 ,但前者球团的耐水性以及耐热性有明显提高     

高水胶体防灭火材料物化性能实验研究

高水胶体防灭火材料现已被广泛的应用于矿井火灾的防治.为了详细了解胶体材料的防灭火条件、应用条件及其对环境的要求,更好的发挥其防灭火特性,扬长避短,针对其胶凝时间、粘度、强度、失水性和渗透性进行了系统的实验研究,得到了其性能的变化规律及影响因素,为提高该材料的现场应用效果和对其进行改性研究提供了基础和条件.     

应用新型胶体防灭火技术防治煤层自燃火灾

胶体防灭火技术具有堵漏、降温、阻化等优良性能 ,该技术在应用中不断得到发展。本文介绍了粉煤灰胶体、复合胶体和稠化胶体等新型胶体防灭火技术及其在阳泉矿区的成功应用     

耐水性水玻璃复合涂料的研制

采用适量氟硅酸钠改性剂和有机胺促进剂对基料水玻璃进行改性,协调粘性,耐水性和凝胶时间的相互关系,以磷酸,氧化硅氧化锌,铝盐,钙盐及钡盐等为原料制备磷硅酸盐固化和固化剂促进水玻璃的聚合和二氧化硅凝胶的缩合,拼用苯丙乳液作为辅助成膜物质。然后利用正交法优选配方,制得耐水性良好,附着力强的水玻璃复合涂料,它具有成本低廉,不污染环境和耐老化等特点,可应用于防火涂料和外墙涂料上。     

流化床中光催化降解4BS染料废水的影响因素分析

用浸涂法以硅酸钠为粘结剂在沙子上制备了负载纳米TiO2光催化剂,在二相流化床光催化反应器中,通过处理4BS染料溶液考察了光催化剂的光催化活性和影响因素.得出最佳转化条件为, 催化剂(沙子,硅酸钠,二氧化钛)的最佳质量配比为10:1:2 ,光催化剂最适用量为20 mg,溶液中Fe3+最佳添加量为25 mg/L,在此条件下孔径0.45(40目)～0.90 mm(20目)的负载光催化剂处理20 mg/L的4BS染料溶液2 h,光催化降解率达到81.9%.结果还表明,溶液pH值为2～6时,光催化剂对4BS染料溶液的光催化降解率更高.     

微生物絮凝剂产生菌群的培养条件及絮凝特性初步研究

从活性污泥中筛选到的4株稳定的微生物絮凝剂产生菌(MBF1、MBF2、MBF3、MBF4)中构建复合菌群,选取絮凝效果最好的菌群1(MBF2和MBF3组成)进行培养条件优化,考察了培养时间、絮凝剂用量、pH等因素对絮凝效果的影响,并对复合菌群1絮凝活性分布、微生物絮凝剂热稳定性、廉价替代培养基作了初步研究。实验结果表明,复合菌群1在最佳絮凝条件下对高岭土悬浊液的絮凝率为84.86%;微生物絮凝剂分布在发酵液离心后的上清液中,具有较好的热稳定性,并能在酱油废水中生长,絮凝活性达到78.36%。     

TiO2/SiO2复合粉体的简易研磨法制备

以硫酸氧钛为钛源,以硅酸钠为硅源,采用简易研磨法制备了比纯TiO2光催化剂表面活性强,光催化性能高的TiO2∕SiO2复合物。借助X射线衍射(XRD),差热分析(TG-DTA)和Fourier变换红外光谱(FTIR)对该复合物进行表征,以活性大红的光催化降解反应对复合物的光催化活性进行评价。制备复合物的最佳条件：硫酸氧钛与硅酸钠的质量比为1:1,煅烧温度为500℃。对于初始质量浓度为50㎎／L的20mL活性大红溶液,当复合物加入量为0.10g时,紫外光下降解60min后活性大红降解率为98.3%,相同条件下TiO2对活性大红的降解率为96.5%。廉价的原料,简易的制备方法,极高的光催化降解效率,可以降低废水处理成本。     

光辅助引发制备两性离子型P（AM-DAC-AANa）共聚物

采用光辅助引发技术,通过水溶液聚合法制备丙烯酰胺（AM）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）和丙烯酸钠（AANa）的共聚物P（AM-DAC-AANa）.考察了m（DAC＋AANa）∶m（AM）、引发温度、单体（AM＋DAC＋AA）质量分数、反应液pH值、硫脲质量分数、偶氮类引发剂质量分数等因素对聚合反应结果的影响,并与传统的引发剂引发聚合结果进行了对比.在m（DAC＋AANa）∶m（AM）=15∶85,引发温度20℃,单体质量分数32％,pH值6,硫脲质量分数1.0％,偶氮类引发剂质量分数0.010 0％的条件下,得到了溶解时间66 min,特性黏数为13.56 dL·g-1的聚合物,并用FT-IR对其结构进行了表征.     

TiO_2/SiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为主要原料,用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2复合材料,并对其光催化降解活性艳红X-3B溶液的性能进行了研究,考察了Ti∶Si摩尔比、焙烧温度、初始浓度和催化剂用量对其光催化降解率的影响。结果表明,当n(Ti)∶n(Si)=6∶1,焙烧温度为500℃时TiO2/SiO2复合材料的光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,25 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为1.6 g/L。     

复合二氧化硅气凝胶的制备及去除石油烃效果

采用常温常压溶胶 凝胶法掺杂纤维制备气凝胶, 以水体中总石油烃（TPH）为目标污染物, [JP2]确定天然硅酸盐材料复合二氧化硅气凝胶的最佳制备条件. 实验结果表明： 以TPH为目标污染物, 凹凸棒石纤维复合气凝胶制备工艺最佳原料配比为V(正硅酸乙酯)∶V(无水乙醇)∶m(凹凸棒石)∶V(H₂O)∶V(HF)=5∶15∶0.3∶2.5∶0.3, 制备环境温度为室温, 不调节反应体系pH值; 该条件下制备的复合气凝胶对水体中TPH的去除率为88.57%.     

掺复合碱激发剂的矿渣水泥稳定碎石基层路用性能研究

为了克服矿渣水泥稳定碎石基层早期强度不足的问题,选择氢氧化钠与硅酸钠两种碱性激发剂对矿渣水泥的活性进行激发,根据单掺试验结果掺配出一种复合碱激发剂,并研究了该复合碱激发剂对水稳碎石基层无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量及干缩性能的影响。试验结果表明,掺入氢氧化钠或硅酸钠均能有效激发矿渣水泥的活性,二者的合理掺量分别为6%与4%,按此合理掺量复配而成的复合碱激发剂具有比单掺更优异的效果;该复合碱激发剂较好地提高了基层试块的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度、抗压回弹模量,但对干缩性能产生了不利影响。     

凝胶泡沫防灭火材料的研制及应用

由于大倾角坚硬顶板煤层采空区地质条件复杂,漏风规律复杂多变,因而煤自燃危险性较大,必须采取有针对性的防灭火措施。通过理论分析和实验研究,确定了凝胶泡沫材料中合适的发泡剂、稳泡剂、胶凝剂、交联剂。通过实验得到凝胶泡沫材料的最佳配方为:发泡剂为月桂酸钠和SDS按2:3比例复配,浓度为0.6%;稳泡剂CMC浓度为0.1%;胶凝剂AM浓度为0.3%;交联剂MBA浓度为0.3%。经过程序升温实验和封堵实验,该凝胶泡沫具有优良的防自燃阻化性能和封堵性能。在东龙煤矿7162工作面采空区灌注凝胶泡沫材料进行防灭火。现场监测结果表明,凝胶泡沫材料有效抑制了采空区自燃,保证了安全开采。