增粘型水成膜泡沫灭火剂制备及性能表征

针对变电站场景火灾特点,使用多种表面活性剂复配,形成1种增粘型水成膜泡沫灭火剂.对产品的表面张力、泡沫性能、体系粘度、流变性能和灭火性能进行了表征,结果表明:增粘型水成膜泡沫灭火剂经3％比例稀释后,泡沫溶液粘度增加且呈现剪切变稀的流变行为;增粘型水成膜泡沫灭火剂具有发泡倍率高、泡沫稳定性好的特点,能够快速熄灭B类火灾.     

Pd-MWCNTs-泡沫镍电极对2,4-二氯苯酚的电催化加氢脱氯研究

为发展废水中氯代酚的处理技术和保护水环境安全,采用"浸渍-干燥-电沉积"法制备钯-多壁碳纳米管-泡沫镍电极,研究电极对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的去除能力和动力学特征,并探讨了2,4-DCP的脱氯机理.结果表明,在MWCNTs和Pd负载量分别为0.7 mg·cm^-2和0.01 mmol·cm^-2时制备的电极对2,4-DCP去除效果最好;掺入多壁碳纳米管（MWCNTs）可增大电极的表面积,提高Pd的分散性,增强电极的催化效率.当Na₂SO₄浓度为0.05 mol·L^-1,工作电压为-1 V,反应液初始pH为7时,50 mg·L^-1的2,4-DCP降解90 min的去除率达到99.74%,降解过程符合一级反应动力学模型,速率常数为0.0667 min^-1.采用高效液相色谱法监测2,4-DCP的降解产物,发现苯酚为2,4-DCP还原的最终产物,降解途径包括直接脱去2个氯原子转化为苯酚和分步脱去2个氯原子再转化为苯酚,但以直接脱去2个氯原子为主要途径.活性基淬灭实验证明,电极通过产生的吸附态氢原子（H_ads）对2,4-DCP进行加氢脱氯.     

水泥基泡沫形成机理及抑制煤堆自燃试验研究

煤炭开采面临煤自然发火等灾害的严重威胁,在分析现有防灭火技术特征的基础上,制备了1种水泥基泡沫材料。探讨了水泥基泡沫形成机理,包括水基泡沫与浆液扰流混合发泡,表面活性剂增加颗粒疏水性及颗粒稳定泡沫液膜,液膜中水泥、粉煤灰颗粒水化反应及促凝剂加速凝结固化。搭建了小型抑制煤堆自燃试验平台,开展了煤堆自燃温升变化及黄泥浆、无机凝胶、阻化泡沫、水泥基泡沫等防灭火介质降温效果试验,结果表明:水泥基泡沫具有向上堆积的能力,能对高温煤颗粒进行覆盖、包裹,并具有较好的热稳定性,总体降温性能最佳;压注后,监测时间0~900 s内,径向距离为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 m处温度分别从376.98,376.00,374.38,372.14,369.27 ℃下降到21,26,29,35,42 ℃。     

泡沫强化多孔介质中纳米零价铁迁移试验

通过批量模拟试验考察了纳米零价铁(NZVI)在水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液与SDS泡沫3种流体中的沉降性能,以及3种流体输送作用下NZVI在多孔介质中的迁移分布特性.结果表明:NZVI在SDS溶液中的稳定性远大于其在水中的稳定性;搅拌速度为3000r/ min时,NZVI在泡沫中的分布较均匀且泡沫对NZVI携带量较大;NZVI对泡沫稳定性影响不大.水、SDS溶液、SDS泡沫分别作为输送流体时,NZVI迁移的最大距离分别为0.8m,7.9m和2.1m,SDS溶液和泡沫均显著促进了其在多孔介质中的运移.当NZVI由SDS溶液和泡沫输送时,其在介质中的分布范围(33.5%和42.5%)大于水(12.8%);由于重力作用,SDS溶液携带NZVI的迁移主要集中在垂向上,水平迁移能力有限;而泡沫受重力影响较小,其携带的NZVI在水平和垂直方向上的分布更为均匀.可见泡沫作为NZVI的输送流体具有明显优势.     

泡沫镍负载TiO2电极光电催化降解废水中的农药敌百虫

采用溶胶-凝胶法制备泡沫镍负载TiO2电极,并用场发射扫描电子显微镜和XRD仪对其表面形貌、颗粒大小和晶体结构进行表征.以紫外灯为光源,负载TiO2的泡沫镍电极为阳极,Pt电极为阴极,建立光电催化体系,对废水中的农药敌百虫进行降解.当采用浓度0.02 mol/L的NaCl溶液为电解质溶液、初始废水pH为6.0、电流密度为2.5 mA/cm2、降解时间为120 min时进行光电催化反应,模拟敌百虫废水COD的去除率达到81.8％.     

新诺明废水生化处理中的泡沫控制

为了有效的减少新诺明废水在生化处理中产生的泡沫,研究了生物泡沫及化学泡沫控制措施.实验结果表明:将进水方式由多点喷淋进水改成单点中部进水,按m(C):m(P)=100:1投加磷肥、控制MLSS为2500～3000 mg/L、连续投加NaClO溶液5d,使泡沫体积由原来的95 mL减少到39 mL,生物泡沫得到了有效控制;采用厌氧工艺,当厌氧污泥MLSS为30000 mg/L、厌氧停留时间为6d时,泡沫体积从110mL减少到43 mL,化学泡沫得到有效控制.     

海绵城市用多孔泡沫玻璃的制备与性能研究

以多孔材料作为基材的分散式小规模海绵设施应用广泛。为了在保证不产生二次污染的前提下不断提高材料自身的孔隙率、强度和吸水释水能力,以适应更多的应用场景,对多孔泡沫玻璃进行了改性研究。以废玻璃粉为主要原材料,加入一定量的发泡剂、改性剂等,在500～950℃的烧制温度下,制备了可用于海绵城市蓄排水的开孔泡沫玻璃,并对其微观结构和物理性能进行表征。结果表明：开孔泡沫玻璃呈现大量致密的不规则开孔结构,孔道彼此连通,孔径在0.1～5 mm,孔隙率达93%;抗压强度可达2.3 MPa,可应用于对抗压强度要求较高的场景;通过控制原材料可保证重金属污染物含量极低,对水体不造成污染;具有很强的吸水能力和良好的缓释效果,饱和吸水率可达95%,释水8 h后,质量吸水率减小至30%;用于地下封闭环境时,需要考虑排气设计和抗浮设计。该研究为海绵城市雨水蓄排提供了一种新型环保基材,有利于泡沫玻璃在海绵设施中推广应用。     

改进碳纳米管/聚氨酯复合材料吸附硝基苯

以酸化碳纳米管(CNTs)强化聚氨酯泡沫(PUF),通过原位聚合法制备碳纳米管/聚氨酯复合材料(CPUF)。借助红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)和力学性能测试等方法研究和表征了CPUF复合材料的性能和结构。研究了用CPUF复合材料对人工模拟废水中硝基苯(NB)的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果。结果表明,CPUF复合材料对硝基苯具有较强的吸附能力,在p H=5.4、投加量为2 g/L、接触时间24 h的条件下,升高温度会降低CPUF复合材料的饱和吸附量,但会提高初始吸附速率,等温吸附过程符合Langmuir方程,属于单分子吸附。饱和后的复合材料可采用简单热再生,再生后对NB的吸附能力没有明显下降。     

导电泡沫陶瓷过滤柴油机排气微粒的研究

柴油机排气微粒对环境危害严重,研究开发排气过滤技术是解决问题的有效措施之一.利用表面密集排列短纤维的导电泡沫陶瓷作为微粒过滤器的滤芯,对柴油机排气微粒的过滤效率可达90%,并可进行原位通电加热再生,再生后过滤效率不下降.同时,对表面纤维化导电泡沫陶瓷的过滤机理进行了初步探讨.