基于cup burner的含铁基添加剂超细水雾灭火有效性分析

针对典型的液体燃料(乙醇和正庚烷)油池火焰,在自行搭建的实验台上对含铁基添加剂的超细水雾的临界灭火浓度进行测量,定量评价其灭火性能。为深入分析铁基添加剂的灭火机理,基于密度泛函理论,对铁氧化物与H自由基反应产物的结构进行优化计算。研究表明:二茂铁与硫酸亚铁添加剂均能使超细水雾的临界灭火浓度呈现不同程度的降低,并且存在最佳浓度。二茂铁与硫酸亚铁的质量分数分别为0.01%和1%时,灭火效果最好;含铁基添加剂细水雾灭乙醇火的效果好于正庚烷火。铁氧化物与H自由基反应生成的Fe(OH)_2是一种活性催化物质,能够通过链式反应消去H自由基。关键词:超细水雾;添加剂;临界灭火浓度;自由基;催化作用;反应机理;密度泛函理论     

二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶化合物的合成及抗氧化性能

以乙醇为溶剂，在加热条件下采用LaCl3催化2-氨基吡啶、二茂铁甲醛和异氰之间的Groebke-Blackburn-Bienaym?三组分反应（GBB-3CR）合成5个二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶化合物。利用核磁共振氢谱（proton magnetic resonance，1H NMR）、核磁共振碳谱（carbon-13 magnetic resonance，13C NMR）和超高效液相色谱-电喷雾离子源质谱联用仪（ultra high performance liquid chromatograph electrospray ion source mass spectrometer，UHPLC-ESI-MS）对合成产物结构进行了表征，并通过抑制HO?和还原型谷胱甘肽自由基(glutathione，GS?)引发的DNA氧化反应体系对化合物的抗氧化活性进行了检测，采用淬灭2,2?-偶氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基（2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) cationic radical，ABTS?）和二苯苦味酰肼自由基（2,2’-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH?）体系探索了化合物还原自由基的能力，进而探究了取代基对二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶抗化合物氧化性能的影响。结果表明：5个目标化合物不仅能够有效地抑制自由基引发的DNA氧化反应，也能捕获自由基，是一类潜在的抗氧化剂。其中，在抑制HO?引发的DNA氧化反应体系中，5个化合物相对空白TBARS吸光度百分数可达65.4%~93.7%；在抑制GS?引发的DNA氧化反应体系中，5个化合物相对空白TBARS吸光度百分数可达25.6%~62.5%；5个二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶化合物均能够捕获ABTS?和DPPH?两种自由基；双二茂铁基化合物VI抑制自由基引发的DNA氧化反应活性和捕获自由基能力优于其它化合物。     

2-二茂铁基乙醇的合成及其抗肿瘤活性

以二茂铁为原料，首先与乙酸酐发生Friedel-Crafts酰基化反应制得乙酰基二茂铁，接着通过Willgerodt-Kindler反应制得二茂铁乙酸，再经过还原反应得到了目标化合物2-二茂铁基乙醇。并在二茂铁乙酸还原成2-二茂铁基乙醇的反应中，探讨了不同反应条件对产物收率的影响。确定了最佳还原条件为：还原剂为氢化铝锂、物料比n (氢化铝锂)：n (二茂铁乙酸)为8 : 1，溶剂为四氢呋喃，反应温度为25 C，反应时间为24 h，2-二茂铁基乙醇的收率为82 %。随后，初步的活性测试结果表明，2-二茂铁基乙醇对人乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231、人肝癌细胞HepG2、人宫颈癌细胞HeLa均有明显地抑制活性，其半数抑制浓度（IC50）值分别为17.4、12.9、20.7、24.6 μmol/L；此外，2-二茂铁基乙醇对正常的MCF-10A细胞没有毒性，而阳性对照药物5-FU展现出了一定的毒性。     

化学灭火添加剂在灭火实验中的有效性探讨

为了加强含有细水雾灭火添加剂在灭火剂中的灭火效用,同时扩展应用的范围。本文通过灭火实验对细水雾灭火架进行了探究。实验过程中,对于不同浓度、不同种类、不同压力下的细水雾灭火剂的效用进行了不同的探究分析。并在实验研究分析的基础上,采用物理的工艺设备制备了新型的一种复合型的添加剂[1]。通过实验结果发现,新型的复合灭火添加剂的灭火效果是普通的6倍左右。而且随着灭火剂中添加剂的浓度不断加大,灭火的时间呈现出先减少然后缓慢增长的变化趋势。     

二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶化合物的合成及其抗氧化性能

以乙醇为溶剂,在加热条件下采用LaCl3催化2-氨基吡啶、二茂铁甲醛和异氰类化合物之间的Groebke-Blackburn-Bienaymé三组分反应(GBB-3CR),合成5个二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶化合物;通过抑制HO·和还原型谷胱甘肽(GSH)自由基引发的DNA氧化反应体系对化合物的抗氧化活性进行了检测;采用淬灭2,2?-偶氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基(ABTS+·)和二苯苦味酰肼自由基(DPPH·)体系探索了化合物还原自由基的能力,进而探究了取代基对二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶抗化合物抗氧化性能的影响。结果表明,5个目标化合物不仅能有效地抑制自由基引发的DNA氧化反应,也可很好地捕获自由基,是一类潜在的抗氧化剂。其中,在抑制HO·引发的DNA氧化反应体系中,5个化合物相对空白硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)吸光度百分数(TBARS百分数)可达65.4%～93.7%;在抑制GS·引发的DNA氧化反应体系中,5个化合物TBARS百分数可达25.6%～62.5%;5个二茂铁基咪唑并[1,2-a]吡啶化合物均能够捕获ABTS+·和DPPH·;双二茂铁基化合物(N-二茂铁甲基-2-二茂铁-H-咪唑[1, 2-a]吡啶-3-胺,Ⅵ)抑制自由基引发的DNA氧化反应活性和捕获自由基能力优于其他化合物。     

二茂铁腈氧化物的合成及其催化和抗迁移性能

为了减缓二茂铁基化合物在推进剂中的迁移，提高体系力学性能，以二茂铁甲醛为原料合成二茂铁腈氧化物，并通过傅里叶红外光谱和核磁共振波谱仪对其结构进行了表征；采用热重分析仪对二茂铁腈氧化物的热分解催化活性进行了测试；采用万能材料试验机测试了弹性体的拉伸强度和断裂伸长率。结果表明，添加质量分数0.8%二茂铁腈氧化物的端羟基聚丁二烯(HTPB)弹性体拉伸强度为(1.62±0.01)MPa,断裂伸长率为(198±22.35)%;添加质量分数8%二茂铁腈氧化物的高氯酸铵(AP)的热分解温度由448℃提前至293℃;当氰酸酯基与羟基的摩尔比(R)为1.2时，添加质量分数0.8%二茂铁腈氧化物的HTPB弹性体，二茂铁腈氧化物在弹性体中迁移距离为0.2cm,二茂铁甲醛迁移距离为4.0cm;合成的二茂铁腈氧化物添加至HTPB中，能提高体系的力学性能，促进AP的分解，同时具有良好的抗迁移性能，表明其在复合固体推进剂中有潜在的应用价值。     

新型含二茂铁基席夫碱的合成与表征

以乙炔基二茂铁和对碘苯胺为原料,通过Sonogashira反应制得对二茂铁乙炔基苯胺,然后分别与苯甲醛和二茂铁甲醛进行缩合,合成了两种二茂铁基席夫碱,通过元素分析,1H NMR和13C NMR对产物进行了表征。对合成目标化合物的反应条件进行了筛选,确定了合成含二茂铁基席夫碱的最佳合成条件。     

含NaCl荷电细水雾对甲烷爆炸火焰传播的抑制特性

为进一步提高细水雾抑制甲烷爆炸的效率,搭建了小尺寸细水雾抑制甲烷爆炸实验平台,在普通细水雾中添加NaCl添加剂,并对其荷电,进行含NaCl添加剂荷电细水雾抑制甲烷爆炸火焰传播特性的实验研究。结果表明,含NaCl添加剂荷电细水雾对甲烷爆炸火焰传播的抑制效果,优于普通细水雾单独添加NaCl添加剂和荷电作用的抑制效果之和。随着NaCl浓度和荷电电压的增大,甲烷爆炸火焰传播速度明显减小;其中荷电8 kV、NaCl浓度12.5%的工况抑制效果最佳,甲烷爆炸火焰传播速度二次峰值较普通细水雾作用时下降了10.747 m·s^-1,下降比例高达60.26%;分析认为,在细水雾抑制甲烷爆炸火焰传播的过程中,NaCl添加剂和荷电作用之间存在相互促进抑制效果的耦合作用。     

含NaCl荷电细水雾对甲烷爆炸火焰传播的抑制特性

为进一步提高细水雾抑制甲烷爆炸的效率,搭建了小尺寸细水雾抑制甲烷爆炸实验平台,在普通细水雾中添加NaCl添加剂,并对其荷电,进行含NaCl添加剂荷电细水雾抑制甲烷爆炸火焰传播特性的实验研究。结果表明,含NaCl添加剂荷电细水雾对甲烷爆炸火焰传播的抑制效果,优于普通细水雾单独添加NaCl添加剂和荷电作用的抑制效果之和。随着NaCl浓度和荷电电压的增大,甲烷爆炸火焰传播速度明显减小;其中荷电8 kV、NaCl浓度12.5%的工况抑制效果最佳,甲烷爆炸火焰传播速度二次峰值较普通细水雾作用时下降了10.747 m·s~(-1),下降比例高达60.26%;分析认为,在细水雾抑制甲烷爆炸火焰传播的过程中,NaCl添加剂和荷电作用之间存在相互促进抑制效果的耦合作用。     

含二茂铁基及取代四唑的酰腙化合物合成

本文用甲酰基二茂铁和乙酰基二茂铁分别与取代四唑类酰肼化合物在乙醇介质中反应，合成了八个未见报道的二茂铁基取代四唑杂环酰腙化合物。所有化合物都通过了元素分析，红外光谱，以及核磁共振氢谱的确证，并对这些化合物的酸催化合成方法进行了讨论。     

含草酸钾的超细水雾抑制甲烷爆炸的特性

为研究含草酸钾的超细水雾对抑制甲烷爆炸有效性的影响,采用自制的半封闭管道进行抑爆实验,研究了草酸钾浓度的变化对超细水雾粒径的影响以及对甲烷抑爆性能的影响,分析了不同浓度草酸钾条件下火焰传播速度、爆炸超压、平均升压速率以及爆炸威力指数参数变化。实验结果表明：添加草酸钾对超细水雾的粒径特性影响较小;对于体积分数为9.5%的甲烷,在相同的通雾时间下,当草酸钾浓度为2%时,抑爆性能最显著,火焰传播速度、最大爆炸超压、平均升压速率以及爆炸威力指数较纯甲烷自由爆炸时分别下降了57.1%、66.3%、77.9%、91.5%;较纯水超细水雾分别下降了43.1%、61.3%、75.3%、90.5%;草酸钾的热解温度较低能够增强超细水雾的物理惰化作用并阻断化学链式反应从而有效抑制甲烷爆炸。     

Evaluating the performance of a portable water–mist fire extinguishing system with additives

This study investigates how high‐pressure water–mist system discharge methodologies influence the fire extinction performance for pan pool fires and the corresponding mechanisms of restraining fire. The fire source is a pool‐fire burner. Fine water spray is injected using a portable device. The additive in the water–mist is neither toxic nor corrosive. All the tests are regarded as fuel controlled. The fire test parameters are fuel type, nozzle discharge angle, and additive solution volume. The fuels used are heptane, gasoline, and diesel. Nozzle discharge angles are 30, 45, and 60° with respect to the ground. Additive solution volumes are 0% (pure water), 3, 6, and 10%. Test results indicate that the nozzle discharge angle and additive solution volume in a water–mist fire extinction system play a significant role. Fire extinguishing efficiency is influenced by mist effects and the additive. Furthermore, the water–mist system can reduce radiation and can provide good protection for operators using portable fire extinguishing equipment. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

哈龙替代型含氟灭火剂灭火过程中HF生成及灭火机理研究进展

三氟甲烷(CHF3)、五氟乙烷(C2HF5)、六氟丙烷(C3H2F6)和七氟丙烷(C3HF7)四种典型的氢氟烃(HFCs)是目前常用的哈龙替代型灭火剂,具有灭火高效、性能可靠且无残留的特性. 4种典型含氟灭火剂在灭火过程中会产生有毒气体HF,热分解过程中产生的含氟自由基与火焰中的O, H, OH等燃烧自由基反应,导致燃烧过程中化学链式反应中断.缩短达到灭火浓度所用时间、减少灭火剂与火焰作用时间和加入抑制剂或添加剂可降低有毒气体HF生成量. 未来应进一步借助全尺度实验和理论计算,深入研究HFCs类灭火剂在不同使用条件下的灭火机理,获取HFCs灭火剂灭火浓度、灭火毒性、腐蚀性及相容性等实际数据,为提高其灭火性能、降低灭火过程中有毒气体的生成、拓宽使用领域和开发性能更优异的HFCs类灭火剂奠定一定的理论和应用基础.     

铁尾矿制备聚合硫酸铁实验及造纸污水处理效果初步评价

为了分析外界因素对制备聚合硫酸铁的影响,开展了不同条件下的酸浸还原实验和聚合合成实验,优化了实验条件,进而分析不同pH、不同絮凝剂用量以及不同沉降时间作用下,聚合硫酸铁对污染水的处理效果。结果表明：酸浸实验中尾矿全铁浸出实验的最佳温度为100 ℃,最佳搅拌时间为2 h,最佳搅拌速度为300 r/min;还原试验中硫酸亚铁还原率的最佳还原温度为60 ℃,最佳还原时间为1.5 h,还原铁粉的过量系数为1.10%。聚合合成实验中最佳聚合温度为35 ℃,最佳聚合时间为0.4 h;此条件下,n（双氧水）∶n（Fe²⁺）∶n（磷酸钠）为0.08∶1∶0.07时,聚合效果最优。在pH为7中性环境中,聚合硫酸铁的质量浓度为2.0 g/mL,沉降时间为0.3 h时,污水的余浊值最小,对于污水的处理效果最好。     

Performance evaluation of bromofluoropropene in extinguishing liquid fuel spray fires

Liquid fuel spray fires emit high radiation heat fluxes, posing great threat to humans. The study of suitable agents and techniques for extinguishing this particular type of fire is of great importance. In this study, degradable 2‐bromo‐3,3,3‐trifluoropropene (BTP), a new clean fire extinguishing agent, was tested for its effectiveness in extinguishing three types of liquid fuel spray fires, namely diesel, gasoline, and ethanol. Bench‐scale experiments were conducted in a 6 × 5 × 3 m compartment with natural ventilation. The liquid fuels sprayed at varying pressures were ignited by a small open flame and then extinguished by a portable BTP extinguisher. Results showed that BTP of less than 60.0 g could extinguish all liquid fuel spray fires of 0.20 to 1.0 MPa in less than 2.0 s. The results also showed that when compared with fire sparked by gasoline and diesel, it is significantly easier to put out ethanol spray fires because of its high flame temperature and low flame power. Based on well‐established fire suppression theories and experimental results, the detailed mechanism of how BTP functions as an extinguishing agent in the suppression of liquid fuel spray fires will be discussed. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Fire suppressing performance of superfine potassium bicarbonate powder

Fire suppression effectiveness of a new kind of dry powder based on potassium bicarbonate was studied in this paper. The powder consisted of superfine potassium bicarbonate and some organic and inorganic additives, which was denoted as ‘K‐powder’. The physical and chemical characteristics of the K‐powder were characterized by a series of techniques of X‐ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transforms infrared (FTIR) and thermal gravity analysis, etc. Performance of the new potassium‐based powder in fire suppression was studied by laboratory‐scale experiments, which exhibited much superior fire suppression efficacy than that of the commercial bicarbonate powder. Such improvements could be reasonably ascribed to the special chemical composition, microstructure and radiation effect on the mechanisms. The preparation, fire suppression and possible fire‐extinguishing mechanisms were studied in detail. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Suppression of methane/air explosion by water mist with potassium halide additives driven by CO2

To enhance the explosion suppression effects of water mist, various potassium halide additives were tested in a confined vessel filled with a 10% mixture of methane/air. Air and CO₂ (0.7 MPa) were used as driver gases. The results revealed that halide additives exhibit considerable suppression effects on explosion overpressure. A 30% KI mist decreased the explosion overpressure by 27.46% compared with the suppression by pure water mist under the same conditions. When CO₂ is used as the driver gas, it will dissolve in water under high pressure. The synergistic effect of a CO₂ solution with an effective additive afforded significant suppression. Under the same conditions, the overpressures suppressed by a mist of 30% KI + 0.7 MPa CO₂ solution decreased by 33.53% compared with those suppressed by pure water mist driven by air. The synergistic suppression effect is much better than that of a 0.7 MPa CO₂ solution mist or 30% KI mist alone. The multicomponent additives can be considered when suppressing methane/air explosions with pressure-formed water mist.     

Study on the relationship between the particle size distribution and the effectiveness of the K‐powder fire extinguishing agent

The relationship between the particle size distribution and the extinguishing effectiveness of the new K‐powder fire extinguishing agent has been studied experimentally, to explore the reason of the great extinguishing efficiency exhibited by the new K‐powder fire extinguishing agent on Class B fire (liquid fuel fire). The results of the experiment showed that the extinguishing effectiveness increased along with the decrease of the particle size distribution. In addition, a sharp discontinuity appeared around the limiting size, about 40 μm. The powder with the particle size below 40 μm exhibited highly effective extinguishing with the minimum effective extinguishing concentration C_xr = 23 g·m^?3, while the powder with the particle size above 40 μm exhibited little fire extinguishing efficiency. Compared with other fire extinguishing agents produced by different substances, the new K‐powder fire extinguishing has the bigger limiting size. That means, in the same particle size distribution, the new K‐powder fire extinguishing agent contains more highly effective powder than others contain, and is more effective.     

由工业废料铁泥制备FeSO_4·7H_2O的研究

研究了以工业废料铁泥为原料,经酸浸、还原和调节pH值等步骤,生产七水合硫酸亚铁的工艺。重点考察了pH值和乙醇的用量对七水合硫酸亚铁结晶率和产品纯度的影响。此外,还考察了温度和硫酸亚铁溶液的初始浓度对其结晶率的影响。结果表明：在水-乙醇相中七水合硫酸亚铁结晶率很高,当c（FeSO4）=1.41 mol/L,V（乙醇）∶V（水）为1.5∶1.0,结晶时间20 min时七水合硫酸亚铁结晶率达到95%以上。制得产品达到HG/T2935-2000标准。     

钛白副产硫酸亚铁光芬顿氧化降解甲基橙的研究

以钛白副产硫酸亚铁作为光芬顿的铁源和催化剂,研究了钛白副产硫酸亚铁-过氧化氢体系在紫外光照射条件下对甲基橙的氧化分解作用,并分析了温度、过氧化氢浓度、波长、钛白副产硫酸亚铁浓度和纯硫酸亚铁浓度等因素对甲基橙脱色率的影响。实验结果表明：当温度为35 ℃、过氧化氢浓度为6.4 mmol/L、副产硫酸亚铁浓度为1.0 mmol/L时,在395 nm波长下甲基橙的脱色速率最快,达到100%。在相同条件下,钛白副产硫酸亚铁对甲基橙的脱色效果优于纯硫酸亚铁的效果。因此,以钛白副产硫酸亚铁作为光芬顿催化剂,并以此来催化降解甲基橙,提高了钛白副产硫酸亚铁的资源利用率,拓宽了其资源化利用的途径。