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含有纳米铝颗粒的高密度悬浮燃料研究

推进技术 2016年第5期37卷 974-978页

作者：鄂秀天凤彭浩邹吉军张香文王莅天津大学化工学院先进燃料与化学推进剂教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300072

铝颗粒是一种高密度高能量的燃料添加剂,研究了一条通过表面改性使纳米铝颗粒分散在液体碳氢燃料中,进而制备高密度悬浮燃料的路线。采用三正辛基氧膦对铝颗粒进行表面改性,表征了改性颗粒的结构和在燃料中的分散稳定性,测试了悬浮燃料... 详细信息

铝颗粒是一种高密度高能量的燃料添加剂,研究了一条通过表面改性使纳米铝颗粒分散在液体碳氢燃料中,进而制备高密度悬浮燃料的路线。采用三正辛基氧膦对铝颗粒进行表面改性,表征了改性颗粒的结构和在燃料中的分散稳定性,测试了悬浮燃料的密度、能量和粘度。结果表明,表面改性能够阻止铝颗粒的团聚和沉降,使其较长时间内稳定分散在高密度燃料HD-03中;含有铝颗粒的悬浮燃料的密度和体积热值显著提高,保持液体状态和良好流动性。其中,含有10wt%和30wt%铝颗粒时的燃料密度分别为1.06g/m L,1.14g/m L,体积能量分别为44.3MJ/L,45.4MJ/L,动力粘度分别为80m Pa·s,2000m Pa·s。

关键词：应用化学高密度燃料含能纳米颗粒推进剂悬浮燃料

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高密度燃料三环戊二烯加氢反应历程

化工学报 2009年第4期60卷 912-917页

作者：王磊邹吉军孔京张香文王莅米镇涛天津大学化工学院、绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072

三环戊二烯(TCPD)的加氢产物是具有重要应用价值的高密度碳氢燃料,本文对三环戊二烯的加氢反应过程进行了研究。采用气质联用、红外光谱和核磁共振对加氢产物进行表征,发现在加氢反应中TCPD的降冰片烯(NB)双键首先被饱和,生成中间产物12... 详细信息

三环戊二烯(TCPD)的加氢产物是具有重要应用价值的高密度碳氢燃料,本文对三环戊二烯的加氢反应过程进行了研究。采用气质联用、红外光谱和核磁共振对加氢产物进行表征,发现在加氢反应中TCPD的降冰片烯(NB)双键首先被饱和,生成中间产物12,13-二氢三环戊二烯(12,13-DHTCPD),残留的环戊烯(CP)双键需要在更高的温度和氢压下反应生成四氢三环戊二烯(THTCPD),即反应按照TCPD→12,13-DHTCPD→THTCPD的途径进行。利用密度泛函理论中的B3LYP/6-31G*方法对加氢过程进行模拟,证实TCPD中NB双键比CP双键更活泼,反应活性更高,并且NB双键加氢产物比CP双键加氢产物在热力学上更稳定,因此反应中NB双键优先反应,从理论上证实了实验结果。研究为三环戊二烯的两段加氢工艺提供了理论依据。

关键词：三环戊二烯加氢反应途径密度泛函计算高密度燃料

油溶性钯纳米颗粒催化高密度燃料点火燃烧研究

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推进技术 2016年第3期37卷 572-577页

作者：王方鄂秀天凤郭成邹吉军张香文王莅天津大学化工学院/先进燃料与化学推进剂教育部重点实验室天津300072

点火和燃烧是高密度燃料在新型发动机上应用的关键技术之一。使用十八酸作为保护剂制备了纳米钯金属颗粒,采用红外、核磁、差热分析和透射电镜等手段对其进行了表征。发现颗粒的平均粒径随着合成液中十八酸与钯前驱化合物摩尔比的增加... 详细信息

点火和燃烧是高密度燃料在新型发动机上应用的关键技术之一。使用十八酸作为保护剂制备了纳米钯金属颗粒,采用红外、核磁、差热分析和透射电镜等手段对其进行了表征。发现颗粒的平均粒径随着合成液中十八酸与钯前驱化合物摩尔比的增加而减小,纳米颗粒可长期稳定分散在燃料中而不沉降。评价了纳米颗粒催化高密度燃料HD-01的点火燃烧性能,发现添加质量分数为0.01‰,十八酸/Pd原料配比为4:1的颗粒可将HD-01的点火燃烧温度降低约230°C。

关键词：应用化学高密度燃料纳米金属颗粒催化燃烧油溶性催化剂

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高能碳氢燃料绿色合成技术研究进展

含能材料 2022年第11期30卷 1167-1176页

作者：余锐刘显龙史成香潘伦张香文邹吉军天津大学先进燃料与化学推进剂教育部重点实验室天津300072 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192

高能量密度碳氢燃料是重要的航天航空动力源,其主要发展方向是高能化和绿色化,尤其是在低碳和可持续发展的要求下,发展高能碳氢燃料的绿色合成工艺已成为必然。本文总结了高能碳氢燃料合成技术绿色化的研究进展,包括:通过改进合成路线... 详细信息

高能量密度碳氢燃料是重要的航天航空动力源,其主要发展方向是高能化和绿色化,尤其是在低碳和可持续发展的要求下,发展高能碳氢燃料的绿色合成工艺已成为必然。本文总结了高能碳氢燃料合成技术绿色化的研究进展,包括:通过改进合成路线或者使用固体酸、离子液体等绿色催化剂,对经典高能燃料JP‑10(挂式四氢双环戊二烯)、金刚烷传统合成工艺进行绿色化改进;从合成原料绿色化的角度,以萜烯和木质纤维素及其衍生物为原料合成生物基高能绿色燃料,研发生物基RJ‑4(桥式和挂式四氢二甲基双环戊二烯混合物)和JP‑10等替代燃料;从合成工艺绿色化的角度,采用光催化技术实现张力结构燃料和多环结构燃料的绿色合成。最后对国内外该领域阶段性的成果进行了总结,并展望了高能碳氢燃料绿色合成工艺的发展方向和面临挑战。

关键词：高能碳氢燃料绿色合成工艺液体燃料化学推进剂

分子筛催化endo-THDCPD异构制备exo-THDCPD

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化工学报 2007年第12期58卷 3059-3063页

作者：张香文苗谦邹吉军邢恩会王莅米镇涛天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072

挂式四氢双环戊二烯是重要的高能量密度液体燃料,通过桥式四氢双环戊二烯异构反应制得,原有工艺采用污染严重的AlCl3作为催化剂,本文采用分子筛催化剂取代AlCl3,对分子筛筛选、表面酸性调节、反应条件优化和催化剂再生进行了研究。结果... 详细信息

挂式四氢双环戊二烯是重要的高能量密度液体燃料,通过桥式四氢双环戊二烯异构反应制得,原有工艺采用污染严重的AlCl3作为催化剂,本文采用分子筛催化剂取代AlCl3,对分子筛筛选、表面酸性调节、反应条件优化和催化剂再生进行了研究。结果表明,具有较大孔径的Y型分子筛具有较高的活性,具有较多弱酸性中心的HUSY效果较佳,负载氟元素可以抑制中强酸位、增加弱酸位,提高反应选择性。最佳反应条件为:催化剂6.6%F/HSSY,反应温度195℃,催化剂浓度20%。在此条件下异构反应转化率为94.0%,选择性为98.4%,高温焙烧可以有效地使催化剂再生而不影响活性。

关键词：桥式四氢双环戊二烯挂式四氢双环戊二烯分子筛异构化高密度燃料

Branch Structure of Corona Discharge: Experimental Simulation and Chemical Properties

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Plasma Science and Technology 2004年第6期6卷 2585-2588页

作者：邹吉军刘昌俊 ABB Plasma Greenhouse Gas Chemistry Laboratory and Key Laboratory for Green Chemi- cal Technology School of Chemical Engineering and Technology Tianjin University Tianjin 300072 China

The branch structure of corona discharge has been investigated via C2H2 corona discharge. Carbon filament with excellent branch structure is formed in the discharge. This carbon filament offers a direct mimic of the branch structure of corona discharge. It provides a very useful way to study on the average energy, physical and chemical characteristics of corona discharge. On this basis, the chemical property of corona discharge for methane conversion is discussed.

关键词： corona discharge branch structure acetylene carbon filament methane con- version

含铝金属化浆体推进剂火箭发动机燃烧性能试验研究

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推进技术 2018年第7期39卷 1650-1659页

作者：邵昂朱韶华鄂秀天凤潘伦邹吉军徐旭北京航空航天大学宇航学院北京100191 天津大学化工学院先进燃料与化学推进剂教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300072

为研究含铝浆体推进剂的燃烧特性,对浆体推进剂模型火箭发动机开展了一系列试验研究。分别将质量分数为21%的纳米铝粉颗粒以及质量分数为12%的氢化铝复合粒子加入到JP-10燃料中,对比分析了浆体燃料与纯净燃料在燃烧性能方面的差异。燃... 详细信息

为研究含铝浆体推进剂的燃烧特性,对浆体推进剂模型火箭发动机开展了一系列试验研究。分别将质量分数为21%的纳米铝粉颗粒以及质量分数为12%的氢化铝复合粒子加入到JP-10燃料中,对比分析了浆体燃料与纯净燃料在燃烧性能方面的差异。燃烧试验的氧燃比为1.6~2.0。试验结果表明:与纯净JP-10燃料相比,加入金属颗粒的JP-10浆体燃料在雾化和燃烧过程中产生了严重的结块聚集效应,导致其燃烧效率与质量比冲明显降低,而由于浆体燃料密度远大于纯净JP-10燃料,含纳米铝颗粒的浆体燃料的密度比冲相比于纯净JP-10燃料有大幅提高,提高幅度为5.5%~14.6%。试验还发现浆体燃料的点火延迟略低于纯净JP-10燃料,金属颗粒的加入对推进剂点火性能有积极的影响。试验中采集了喷管出口的固体燃烧产物并进行了XRD,EDS,SEM,TEM等多种手段分析,发现浆体燃料中铝的氧化率约为64%~74%,颗粒团聚现象明显,主要呈球形,尺寸分布不均,约为500nm^3μm。

关键词：浆体推进剂燃烧性能火箭发动机试验研究铝粉颗粒

Highly efficient Z-scheme WO_(3-x) quantum dots/TiO_2 for photocatalytic hydrogen generation

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Chinese Journal of Catalysis 2017年第2期38卷 253-259页

作者：潘伦张靖雯贾旭马煜航张香文王莅邹吉军天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

Z-scheme semiconductors are a promising class of photocatalysts for hydrogen *** this work,Z-scheme semiconductors composed of WO3-x quantum dots supported on TiO2（WO3-xQDS/TiO2） were fabricated by solvothermal and hydrogen-reduction *** by transmission electron microscopy and X-ray diffraction indicated that the amount and size of the WO3-x QDs could be tuned by modulating the addition of the W *** from X-ray photoelectron spectroscopy and photoluminescence spectroscopy suggested that the hydrogen reduction of the composite induced the formation of oxygen vacancy（W^5＋/Vo） defects in *** defects led to ohmic contact between WO3-x and TiO2,which altered the charge-transfer pathway from type Ⅱ heterojunction to Z-scheme,and maintained the highly reductive and oxidative ability of TiO2 and WO3-x,***,the Z-scheme sample showed 1.3-fold higher photoactivity than pure TiO2 in hydrogen *** results suggest that the formation of W^5＋/Vo defects at the interface is highly beneficial for the fabrication of Z-scheme photocatalysts.

关键词： WO3–x Titanium oxide Hydrogen generation Quantum dots W^5+/oxygen vacancy defect

高能量密度液体燃料的火箭发动机燃烧性能研究

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推进技术 2019年第5期40卷 1169-1176页

作者：刘毅鄂秀天凤李智欣徐旭邹吉军张香文天津大学化工学院先进燃料与化学推进剂教育部重点实验室天津300072 北京空天技术研究所北京100074 北京航空航天大学宇航学院北京100191

为进一步提升火箭发动机的燃烧性能,采用模型火箭发动机研究了四种高能量密度液体燃料及一种添加纳米铝颗粒的纳米流体燃料的燃烧性能,分析几种燃料的燃烧效率、比冲、点火延迟时间等燃烧特性,以及纳米颗粒的燃烧产物。结果表明,在氧燃... 详细信息

为进一步提升火箭发动机的燃烧性能,采用模型火箭发动机研究了四种高能量密度液体燃料及一种添加纳米铝颗粒的纳米流体燃料的燃烧性能,分析几种燃料的燃烧效率、比冲、点火延迟时间等燃烧特性,以及纳米颗粒的燃烧产物。结果表明,在氧燃比为1.6～2.0的工况范围内,液体燃料的燃烧效率和质量比冲顺序为QC(四环庚烷)>HD-01>HD-03≈LGHD-03,密度比冲顺序为QC> HD-03≈LGHD-03>HD-01。QC燃料因其特殊的张力分子结构具备较高的密度、热值和化学活性,燃烧效率可达91.5%,质量比冲和密度比冲分别为230s和2276N·s/m3。向四环庚烷中添加15wt%纳米铝颗粒后,燃烧效率和质量比冲略有下降,但密度比冲可提高到2340N·s/m3,点火延迟时间较四环庚烷可缩短26ms,燃烧固体产物为碳,氧化铝和铝,纳米铝的燃烧效率约为91%。添加纳米铝颗粒的四环庚烷燃料是一种有潜力的新型液体高密度燃料。

关键词：高密度液体燃料纳米流体燃料火箭发动机燃烧性能推进剂