一种负载泡沫金属材料及其制备方法与应用

本发明涉及有毒气体净化及催化，具体涉及一种负载泡沫金属材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、矿井、隧道掘进爆破产生的大量co，严重威胁作业人员身体健康及生命安全。当环境中co浓度超过100ppm时，人体就会产生头晕、乏力等不适感；当co浓度超过800ppm时，短期内会引起呼吸困难，长时间甚至会危及生命。因此，快速降低掘进爆破co产物的浓度是地下工程生产亟需解决的问题。泡沫金属通常具有比表面积大、密度小、隔热、隔音性能好等特点，被应用于防爆阻燃领域。但是现有的泡沫金属材料仅能对爆炸的火焰及冲击波进行阻挡，不能够有效消除爆生co等毒害气体。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种负载泡沫金属材料及其制备方法与应用，该制备方法简单，所制备得到的泡沫金属可具有比表面积大、孔隙多的特点，将其作为催化剂的负载材料，在阻燃抑爆的基础上赋予常规的泡沫金属催化氧化co的性能；将该负载泡沫金属材料应用到催化氧化co中，能从源头上减少巷道炮掘作业中co产生，co消除效果显著，防止co产物对作业人员造成生命危险。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种负载泡沫金属材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将泡沫金属裁剪成符合实际要求的规格大小；

4、s2、将硝酸钴六水化合物、氟化铵、尿素依次加入到去离子水中搅拌至溶质完全溶解得到溶液；所述硝酸钴六水化合物、氟化铵、尿素分别在溶液中的浓度为0.05～0.1mol/l、0.05～0.1mol/l、0.25～0.5mol/l；

5、s3、将步骤s1裁剪后的泡沫金属浸没在步骤s2得到的溶液中并一起转移到反应釜内，再将反应釜放入烘箱中，于120℃-160℃下反应6～12h，反应结束后，将反应釜从烘箱内转移到室温条件，待其冷却后将泡沫金属取出，然后放入烘箱内直至完全干燥；

6、s4、将干燥后的产物放入陶瓷坩埚并转移至马弗炉，在300～400℃煅烧1～3h后，待马弗炉自然降至室温，取出得到负载泡沫金属材料。

7、优选的，步骤s1中，所述泡沫金属为为泡沫镍、泡沫铜、不锈钢网等中的一种。

8、优选的，步骤s1中，泡沫金属裁剪成大小为10cm×10cm的正方形。

9、优选的，步骤s3中，将取出的泡沫金属用无水乙醇和去离子水各超声清洗2-3遍去除表面附着物。

10、优选的，步骤s3中，将清洗后的泡沫金属放入60～120℃烘箱内干燥2-3h。

11、为实现上述目的，本发明还提供上述方法所制备得到的负载泡沫金属材料。

12、为实现上述目的，本发明还提供上述方法所制备得到的负载泡沫金属材料在催化氧化消除巷道炮掘过程中产生的co中的应用。

13、进一步的，具体应用过程包括以下步骤：

14、a.采用钻头在爆破截面炮孔，根据断面爆破作业要求设置炮孔的数目，对所有炮孔进行检验，确定所有炮孔的孔深、间距和排距是否符合规定，超出规定范围的炮孔视为废孔；

15、b.根据断面爆破作业要求，确定每个炮孔中的填装炸药量，利用送药杆按照爆破作业程序将炸药送入炮孔中，并在炸药内放置起爆雷管，起爆雷管与导爆索的一端连接，导爆索的另一端延伸至炮孔外；

16、c.将负载泡沫金属材料裁剪至适合炮孔的尺寸，用送药杆送入炮孔内部与炸药紧密贴合，再采用水炮泥和黄泥对炮孔进行密封，达到爆破要求封堵长度；

17、d.铺设炸药起爆网路，网路连接完成之后进行爆破警戒准备起爆。

18、优选的，所述炸药采用矿用水胶炸药；所述炮孔包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔；所述炮孔内炸药采用正向起爆技术。

19、本发明基于爆破冲击碎岩和消除剂催化氧化耦合作用提出，充分结合井下爆破现场应用场景，爆破冲击波作用在孔内泡沫金属负载上，在爆生气体穿过负载金属泡沫时对其中的co进行催化氧化，在爆破冲击碎岩的同时实现co产物的快速消除。

20、与现有技术方案相比，本发明具有以下优点：

21、1)本发明中负载泡沫金属材料的制备方式简单，成本较低，且井下操作工序少，不会增加工人劳动强度。

22、2)本发明制备的负载泡沫金属材料极薄，将其应用在催化氧化消除巷道炮掘过程中产生的co中，不影响炮孔的堵塞效果，能够维持爆生气体对岩壁的作用时间以及压力，保障了爆破效果。

23、3)将本发明制备得到的负载泡沫金属材料比表面积大、孔隙多，将其应用到催化氧化co中，实现了巷道炮掘冲击碎岩的同时对炮烟中的co进行同步消除，防止co产物对作业人员造成危害，提升了井下职业健康防护水平。

24、本发明满足矿井对于爆破co产物的消除需求，解决了由于巷道错综复杂、通风设备运行稳定性差以及气体扩散速度快，传统通风手段难以高效消除爆破作业产生的co有毒气体的问题。本发明操作简单、高效安全、成本低廉，大大减少了co的浓度，改善了爆破作业工作环境。

1.一种负载泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种负载泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述泡沫金属为为泡沫镍、泡沫铜、不锈钢网等中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种负载泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，泡沫金属裁剪成大小为10cm×10cm的正方形。

4.根据权利要求1或2所述的一种负载泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，将取出的泡沫金属用无水乙醇和去离子水各超声清洗2-3遍去除表面附着物。

5.根据权利要求4所述的一种负载泡沫金属材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，将清洗后的泡沫金属放入60～120℃烘箱内干燥2-3h。

6.一种由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到的负载泡沫金属材料。

7.权利要求6所述的负载泡沫金属材料在催化氧化消除巷道炮掘过程中产生的co中的应用。

8.权利要求7所述的负载泡沫金属材料在催化氧化消除巷道炮掘过程中产生的co中的应用，其特征在于，具体应用过程包括以下步骤：

9.权利要求8所述的负载泡沫金属材料在催化氧化消除巷道炮掘过程中产生的co中的应用，其特征在于，所述炸药采用矿用水胶炸药；所述炮孔(7)包括掏槽孔、辅助孔、周边孔和底板孔；所述炮孔(2)内炸药采用正向起爆技术。