四氧化三钴@碳化蝶翅的制备及催化高氯酸铵分解的性能

采用水热法制备了四氧化三钴@碳化蝶翅(Co_3O_4@CW)纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔径分析仪表征了其结构和成分。采用同步热分析仪(DSC-TG)研究了该复合材料对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能。结果表明,Co_3O_4@CW具有微孔-介孔-大孔的多级孔结构,Co_3O_4纳米粒子均匀紧密地负载于碳化蝶翅的骨架上,其中Co_3O_4的负载量约为72.0%。Co_3O_4@CW可显著降低AP的高温分解峰温度,当Co_3O_4@CW的添加量为3%时,AP的高温分解峰提前147℃,AP的热分解放热量从173.4 k J·mol~(-1)增加到369.3 k J·mol~(-1),表现出了良好的催化性能。     

紫外光谱法探讨偏二甲肼废水氧化降解机理

针对目前偏二甲肼(UDMH)降解方法存在中间产物毒性高、难降解的问题,建立了跟踪、分析UDMH废水氧化降解产物的紫外光谱检测方法。确立了UDMH降解过程中产物峰的归属。解析了Cu2+/H2O2和Fenton两种氧化体系的降解产物,推测了降解反应机理。结果表明:UDMH和偏腙(FDMH)的紫外峰值分别在200 nm和235 nm。两种体系可有效地降解UDMH废水,但Cu2+/H2O2体系中间产物较多、毒性较大。先加入H2O2较先加入Cu2+能减少中间产物。铁粉的加入有利于中间产物的减少。Fenton体系能有效地抑制有毒中间产物的产生。     

Fenton氧化法深度降解HMX生产废水

采用Fenton氧化法对化工生产中的奥克托今(HMX)生产废水进行了处理。以HMX和化学需氧量(COD)去除率为目标,系统考察了H2O2浓度、pH值、FeSO4浓度、温度、时间等参数对HMX废水降解的影响规律。实验得到适宜的操作条件为:pH值3,温度20℃,H2O2投加量2 mol·L-1,分6次等量投加,FeSO4投加量为0.05 mol·L-1,反应时间1.5 h。在此工艺条件下,HMX废水的COD去除率为88.8%,HMX去除率为91.58%,处理后的废水可生化系数BOD/COD由原水的0.013提高至0.328,满足可生化处理的要求。     

超重力强化非均相催化臭氧矿化苯酚废水的响应面分析与优化

为了探究超重力强化非均相催化臭氧矿化苯酚废水最优工艺条件和各影响因素之间存在的交互关系,采用响应面法(RSM)进行实验优化。根据Box-Behnken Design(BBD)中心组合设计原理,设计四因素三水平实验,考察超重力因子(β)、初始pH值,液体流量(QL),臭氧浓度(CO3)对矿化苯酚废水的影响,构建该工艺的数学模型及确定优化后的工艺参数。结果表明,β与初始pH值存在极显著的交互关系,β与QL存在显著的交互关系。最优的工艺参数条件:β为60,初始pH值为5.47,CO3为60 mg·L^-1,QL为90 L·h^-1,预测值为91.54%,比实测值高0.97%(<2%),由此可知,二次数学模型对超重力强化非均相催化臭氧矿化苯酚废水的工艺条件的优化及苯酚的矿化率的预测具有良好的可靠性。此外,超重力技术与非均相催化臭氧氧化技术相耦合有助于液相中的臭氧快速分解产生更多的羟基自由基(·OH)与有机物反应,因此,超重力强化非均相催化臭氧矿化苯酚废水遵循·OH机理,30 min可对苯酚废水实现较为彻底的矿化。     

基于UV-Vis吸收光谱的UDMH催化降解中间产物

为了研究偏二甲肼(UDMH)在Cu~(2+)/H_2O_2和Fe~(2+)/H_2O_2两种氧化体系中的降解效能及机理,研究了体系pH、温度、时间、氧化剂投加量四种因素对废水中偏二甲肼降解率的影响,利用紫外-可见光谱方法解析了氧化降解产物。重点对比分析pH为3,5,7,9时偏二甲肼在两种体系中的降解产物,探讨了偏二甲肼的降解氧化机理,结果表明:温度和氧化剂投加量对偏二甲肼的降解率影响不大,体系pH对偏二甲肼降解率影响显著,pH是控制偏二甲肼降解生成物种类的主要因素,Cu~(2+)/H_2O_2与Fe~(2+)/H_2O_2体系中偏二甲肼降解生成产物种类相似,酸性条件下产物少于较碱性和中性条件。Cu~(2+)/H_2O_2体系处于碱性条件时,对偏二甲肼的降解率较高但中间产物较多;Fe~(2+)/H_2O_2处于酸性条件时,降解效率高且中间产物较少。     

低温等离子体降解偏二甲肼废水的实验研究

从低温等离子体对偏二甲肼(Unsymmetrical Dimethylhydrazine,UDMH)降解的实际应用出发,以微秒脉冲电源和6根同轴反应管为主要构成,设计研制了基于气液两相介质阻挡放电的UDMH废水处理装置,探究了不同频率、不同脉宽的电源参数对实验装置放电功率和功率因数的影响,以功率因数为主要目标优选了微秒脉冲电源参数;并对两种典型浓度的UDMH废水进行了降解实验,测定了UDMH的去除率和降解能耗。实验装置的功率因数随频率变大而提升,且在脉宽2～10μs间有极大值,电源参数优选为控制电压200 V、频率1000 Hz、脉宽6μs。UDMH废水降解实验中,对于初始浓度43.5,264.5 mg·L^-1的UDMH废水,UDMH去除率分别为99.9%、93.8%,降解能耗为0.51,0.18 kWh·g^-1。结果表明,以石英玻璃加水膜为阻挡介质、空气为工作气体的同轴反应管能够通过DBD产生LTP活性粒子,以较低的能耗为代价有效去除UDMH,实验装置可较好应用于工程。     

纳米TiO2光催化降解梯恩梯和奥克托今的研究

采用不同热处理温度自制的纳米二氧化钛粉体为催化剂,在不同反应温度及不同紫外光强度下,对梯恩梯(TNT)和奥克托今(HMX)的降解效率分别进行了研究。研究表明,采用纳米二氧化钛-紫外光体系降解TNT和HMX比单独紫外光作用更优异,降解率更高,分别达到93.46%和94.12%,490℃热处理得到的锐钛矿相二氧化钛降解效果最好。在常温范围内升高反应温度和增大紫外光强度均有利于降解率的提高。动力学研究表明,该降解反应机理符合Langmuir-Hinshelwood模型,同等条件下HMX的降解速率大于TNT。     

形稳阳极Ti/IrO_2-Ta_2O_5电Fenton法催化降解含酚废水

针对电芬顿(Fenton)降解含酚废水时,铁阳极Fe易溶解从而影响降解效率的问题,采用形稳阳极Ti/IrO_2-Ta_2O_5进行电Fenton降解含酚废水的研究。采用高效液相去谱法推测了Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的中间产物和降解过程。结果表明,FeSO_4·7H_2O投加量0.1 g·L~(-1),H_2O_2投加量2.94 mmol·L~(-1),初始pH值3.5,电压5.0 V,降解时间2 min,苯酚和化学需氧量(COD)去除率分别达94.14%和40.74%。在相同初始pH值、电压和降解时间下,使用铁阳极,苯酚和COD的去除率分别为40.74%和26.41%。相比Fe阳极电Fenton过程,Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电Fenton过程降解废水时具有H_2O_2投加量少、降解时间短、电解电压低,并且耗酸量少、处理效果好、电极不易溶解的优点。Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的过程是相同的,但在相同降解时间内,Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电Fenton法降解含酚废水效率较高,这是由于Ti/IrO_2-Ta_2O_5阳极电催化反应与Fenton反应形成协同效应,协同降解废水的效率大于单独Fe阳极Fenton反应降解废水的效率。     

绿色氧化法制备HNS的催化体系

以六硝基联卞(HNBB)为原料,4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基(4-OH-TEMPO)和氯化亚铁(FeCl2)为催化剂,在二甲亚砜(DMSO)中通过氧气氧化HNBB脱氢制备了六硝基茋(HNS),收率为81%。确定了最佳反应条件:溶剂为DMSO,催化剂组合及其比例为n(4-OH-TEMPO)∶n(FeCl2)=4∶6时,在55℃下以25 m L·h-1的速率通入氧气反应8 h。推测了可能的反应机理:亚铁离子结合氧气直接氧化底物HNBB脱氢得到HNS,4-OH-TEMPO在这个过程中起到一个促进FeCl2循环加速氧化脱氢的助催化作用。     

三基发射药生产过程中气态硝化甘油的销爆研究

针对三基药生产过程中因含有微量(0.02～4.83 mg·kg~(-1))硝化甘油(NG)导致气态有机溶剂难以回收的现状,采用吸收?分解联用法,通过喷淋液,吸收、化学分解NG。结果表明,氢氧化钠水溶液、氢氧化钠醇溶液以及硫化钠水溶液均可作为喷淋液使用,且销爆性能与温度及溶液浓度呈正相关关系。以气态NG初始浓度5 mg·kg~(-1)为例,当氢氧化钠水溶液浓度2.0%,体系温度50℃,气液接触时间20 s,液气比0.16 L·m~(-3)时,气态NG去除率达到99.92%。     

TNT摩擦生电的原因及对策研究

分析厂TNT摩擦产生静电的原因，验证了影响静电荷积累的因素，提出了预防和消除摩擦静电的措施。     

含TNT注装混合炸药爆轰产物电导率实验研究

改进了炸药爆轰产物电导率的同轴测试系统,测量了TNT注装炸药中加入RDX、Al、KCl等药剂后爆轰产物的平均电导率,得出了不同RDX含量的TNT/RDX炸药平均电导率最大值变化曲线.结果表明:TNT中加入RDX后会减少其爆轰产物的电导率,而加入Al后TNT炸药爆轰产物的电导率明显高于不含Al炸药,加入5% Al粉平均电导率最大值即可增大4倍以上.另外,加入KCl也会增大TNT/RDX混合炸药的电导率.     

有机膨润土对TNT吸附性能及机理的研究

实验采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对膨润土改性制备有机膨润土,并用有机膨润土处理TNT废水。运用吸附动力学曲线和等温吸附线研究了有机膨润土对TNT的吸附性能并探讨了其吸附机理。结果表明:有机膨润土吸附TNT的吸附动力学曲线在60min左右基本达到平衡,线性拟合结果表明TNT的动力学行为遵循Lungmuir速率所描述的规律;Freundlich等温方程能很好地拟合有机膨润土在30℃下吸附TNT的等温吸附曲线,同时也表明有机膨润土容易吸附废水中的TNT;有机膨润土处理TNT废水的吸附机理主要是表面吸附和萃取(分配)作用。     

新型固定式烧毁炉系统研究

介绍了一种新型的固定式烧毁炉系统,该系统主要用于装药量100gTNT当量以下的非金属外壳防步兵地雷以及火工品的烧毁处理.通过PLC的自动控制,实现了烧毁处理过程的自动协调控制;同时,配备了视频监控系统,使烧毁工作更安全可靠.本设计完全满足工艺要求,实际应用中提高了工作效率.     

废旧TNT资源化再利用研究进展

从化学转化及微生物降解2个方面综述了2,4,6-三硝基甲苯（TNT）资源化再利用的研究进展及应用。化学转化途径以TNT甲基氧化、硝基还原、取代反应等进行分类,系统地梳理了多样性的化学转化途径,结合资源化再利用从绿色环保、反应机理、反应效率、产物特性等多个维度进行了评价;微生物转化途径以需氧细菌、厌氧细菌和真菌代谢进行分类,较为全面的梳理了TNT微生物需氧代谢和厌氧代谢途径,汇总了相关微生物及代谢过程。最后对基于化学转化和生物转化的废旧TNT资源化再利用发展方向进行了展望：TNT化学转化将超越实验室研究阶段,绿色工艺研究及安全性将是本阶段研究的重点;TNT微生物转化依旧是研究重点,结合基因工程及现代分子生物学技术,有望为废旧TNT深度再利用提供新的解决方案。     

克雷伯氏高效菌株S对TNT的降解条件和机理研究

确立了筛选菌株克雷伯氏S菌对TNT的降解条件并初步探讨了TNT的降解机理。研究表明：葡萄糖的加入显著促进了TNT的生物降解,培养16 h后100mg/L的TNT去除率达100%;但不加入葡萄糖时TNT仍有12%的去除,S菌也有微量生长;硝酸钾的加入同样促进了TNT的完全降解,而不加入硝酸钾时TNT有80%的去除;TNT浓度的增加并没有影响其去除效果,高达200 mg/L的TNT仍可完全降解。TNT的降解过程包括TNT生物转化为缩合产物A和A物质的开环分解。生物催化体系中硝基还原酶、甲苯双加氧酶和邻苯二酚双加氧酶的检出为这一降解途径的存在提供了有力的酶学支持。     

梯恩梯的再加工及其在深水中的可靠起爆

本文根据梯恩梯的凝固机理,针对梯恩梯注装过程中易出现粗结晶、缩孔和气泡以及产生有毒气体等现象,提出了简易加工梯恩梯的方法,解决铸装梯恩梯在深水中利用普通爆破器材可靠起爆的问题,对一些特殊的爆破施工具有一定的参考价值。     

装甲钢焊接技术研究进展

装甲钢是一种用于作战装备的保护性合金材料,装甲钢的焊接是装甲钢结构的主要连接方式。从装甲钢的裂纹类别、特点以及其形成原因出发,介绍了装甲钢焊接材料、焊接工艺和提高焊接接头性能的措施。主要包括奥氏体焊条、铁素体焊条及奥氏体/铁素体双向焊条;电弧焊、CO2气体保护焊、熔化极气体保护焊、修复装甲钢裂纹的铝热焊、机器人焊,激光焊等焊接工艺;焊后热处理、超声波冲击法、焊趾砂轮打磨法与钨极电弧焊法。并在装甲钢焊接技术研究现状分析的基础上,提出装甲钢焊接技术今后的改进措施与发展方向。     

不同聚合物添加剂对梯黑熔铸炸药力学性能的影响

主要探讨了以硫化丁腈橡胶（VP401）、端羟基聚丁二烯聚氨酯、聚四氟乙烯微粉（PAX-5）等不同聚合物作为改性添加剂对熔铸炸药拉伸、压缩性能的影响,并从聚合物与TNT和RDX的相互作用方面探讨了不同聚合物对熔铸炸药力学性能的影响机理。研究结果表明：不同聚合物对梯黑熔铸炸药力学性能影响有明显差异,硫化丁腈橡胶可提高梯黑熔铸炸药34.83%的拉伸强度和14.77%压缩强度;以端羟基聚丁二烯为软段的聚氨酯则未能有效增大炸药件的拉伸强度和压缩强度,但提高了拉伸延伸率达53.33%;以聚四氟乙烯使梯黑熔铸炸药的拉伸强度下降了53.93%,延伸率则下降了23.33%,压缩强度下降了53.52%。     

纳米光催化材料免回收处理TNT废水

为提高纳米粒子的分散性和避免水处理时的回收程序,制备了附载型纳米复合粒子和光催化反应器。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射图谱（XRD）和比表面积测试仪分析发现,制备的纳米TiO2／硅藻土复合粒子和纳米TiO2／SiO2复合粒子的纳米颗粒细小,比表面积和孔容积大。将纳米光催化复合材料负载于光催化反应器或直接分散于废水中,对比研究发现：重复使用6次后,前者的纳米光催化复合粒子对TNT废水的光催化降解效率保持90％以上,而后者的降解效率从97％迅速下降至50％左右。同时,红外光谱分析发现,后者处理后废水中发现有纳米光催化材料的存在;而借助于光催化反应器处理后废水中未发现有纳米光催化材料的残存,不需要额外的纳米材料回收程序。