纳米氢氧化铝三相泡沫制备研究*

边云朋，张雷林

(1.安徽理工大学 能源与安全学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学 煤炭高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽 淮南 232001)

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采空区遗煤自燃发火现象的频繁发生，严重危害井下工作人员生命安全，影响煤炭生产进度[1-2]。目前，井下常用的防治煤自燃主要有注浆、注惰性气体、注高分子凝胶、注三相泡沫等技术[3-5]。其中防灭火泡沫具有大面积覆盖、可向高处堆积的特点而被煤矿行业广泛使用。但传统防灭火泡沫稳定性和保水性较差，无法实现长时间覆盖。因此，如何提高泡沫的稳定性，成为国内外学者的主要研究目标。2000年王德明教授提出，将固相-粉煤灰(黄泥)加入泡沫中制备成三相泡沫，兼具粉煤灰(黄泥)的覆盖性、水的吸热冷却性、氮气的堕化窒息性，大幅提高了泡沫的防灭火效率[6]；王增林等将钠土和粉煤灰按一定比例复配加入泡沫，研制出具有良好起泡性和稳定性的三相泡沫[7]。目前三相泡沫的研制，固相颗粒的使用多集中于粉煤灰颗粒或超细岩土颗粒[8-10]，纳米氢氧化铝作为纳米无机阻燃材料，具有超细性和阻燃性，但纳米氢氧化铝在泡沫应用方面却研究不多。文献[11]将纳米氢氧化铝均匀分散到十二烷基硫酸钠溶液中，结果显示在合适的表面活性剂作用下，强亲水性的纳米氢氧化铝颗粒能通过原位表面活性化而产生强的表面活性，提高泡沫的起泡和稳泡性能，同时加强泡沫的封堵性能；文献[12]将纳米氢氧化铝加入到硬质聚氨酯泡沫中，并使用锥形量热仪对其进行性能测试，结果显示，加入纳米氢氧化铝后，硬质聚氨酯泡沫的阻燃性和物理性均有显著提高。……