綠色新能源鋁-水基燃料燃燒特性研究和綠色生物質(zhì)材料的制備.pdf

1、發(fā)展綠色環(huán)保新能源和新材料技術(shù)是當(dāng)今化學(xué)研究的一大任務(wù)，而“綠色新能源、環(huán)保新材料”這類新興產(chǎn)業(yè)也將成為我國(guó)下一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。
　　 鋁/水(A1/H20)基燃料是一種采用金屬鋁作為燃燒劑，水作為氧化劑的新型高能燃料，具有可觀的能量密度。另外，由于其燃燒產(chǎn)物污染非常小，它也是一種新概念的綠色環(huán)保型燃料。
　　 生物質(zhì)作為可再生資源由于其生物降解性和具有在某些領(lǐng)域能夠替代石油化學(xué)產(chǎn)品的特性而日益引入注目。纖維素和殼聚

2、糖是生物質(zhì)的主要組成部分，也是世界上儲(chǔ)量最豐富的兩類生物質(zhì)高聚物原料，以纖維素和殼聚糖制備各類具有環(huán)境友好性和生物適應(yīng)性的高強(qiáng)度的綠色材料已成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　 本論文由兩大部分組成。第一部分為新型漿態(tài)鋁/水基燃料的主要組分對(duì)燃燒特性的影響，分析了粘合劑聚丙烯酰胺促進(jìn)燃料燃燒的機(jī)理?？疾炝烁吣苎趸瘎┝趸s異戊茲烷(CL-20)和奧克托金(HMX)、納米非晶態(tài)B-Co合金助燃劑、添加劑MMA等對(duì)鋁/水燃料燃燒性能的影

3、響。此外，對(duì)聚丙烯酰胺水溶液在300℃，450℃、600℃時(shí)的閃速裂解機(jī)理也進(jìn)行了詳細(xì)探討。第二部分是生物質(zhì)類材料的制備及其功能性質(zhì)的表征。本論文成功制各出纖維素/氧化石墨復(fù)合材料、殼聚糖/氧化石墨復(fù)合材料以及全纖維素薄膜材料，并對(duì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，對(duì)其特殊性能進(jìn)行了測(cè)試。
　　 通過上述研究，本論文得到了如下的研究結(jié)果：
　　 (1)對(duì)鋁/水基燃料和生物質(zhì)材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述--闡述了鋁/水基燃料的基本性質(zhì)、燃

4、燒特性、提高燃料燃燒性能的方法以及生物質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和處理方法等。
　　 (2)研究了在氬氣和空氣環(huán)境中，鋁/水基燃料的燃燒行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粘合劑聚丙烯酰胺和助燃劑納米B-Co合金粉的加入，可以顯著改善燃料燃燒性能；加入高能氧化劑HMX比加入CL-20更有利于燃料燃燒溫度的提高。
　　 (3)對(duì)聚丙烯酰胺水溶液的閃速裂解生成物進(jìn)行了離線GC/MS檢測(cè)分析，提出了其裂解的機(jī)理，指出產(chǎn)物中的很多易燃物質(zhì)是促進(jìn)鋁/水基燃

5、料點(diǎn)火和持續(xù)燃燒的主要原因。
　　 (4)以堿性水溶液為溶劑，成功制備出纖維素/氧化石墨復(fù)合膜和絲質(zhì)材料。該方法操作過程簡(jiǎn)單，用料低廉，可以說是一種制各纖維素/氧化石墨復(fù)合材料的綠色的方法。在氧化石墨含量低于7.5 wt％的復(fù)合物中，氧化石墨作為填充劑通過插層復(fù)合與纖維素基質(zhì)均勻混合，界面間結(jié)合緊密，氧化石墨通過氫鍵作用與纖維素鏈聯(lián)接起來，提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。此外，復(fù)合材料比純纖維素材料在耐熱性方面有很大的提高，在較高溫度

6、下復(fù)合材料仍然有良好的機(jī)械強(qiáng)度。
　　 (5)采用醋酸水溶液為溶劑，制備了殼聚糖/氧化石墨復(fù)合膜和水凝膠。研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論是處于干態(tài)還是濕態(tài)的復(fù)合材料，其力學(xué)性能均有大幅度的提高，并復(fù)合材料具有良好的抗水溶脹性能。
　　 (6)以普通的濾紙為原料，采用新發(fā)現(xiàn)的綠色纖維素溶劑--PEG/NaOH為溶劑體系，通過對(duì)濾紙選擇性溶解再填充壓膜的處理方法制備出全纖維素薄膜。由于基質(zhì)和填充材料均是濾紙纖維素，所制備的全纖維素具有很好的界