【摘要】：近年來,由煤塵引發(fā)的職業(yè)健康、環(huán)境污染以及生命安全和財產(chǎn)損失等問題備受關(guān)注。為了減輕和防止煤塵的危害,開發(fā)和應(yīng)用復(fù)合型煤塵抑塵劑已成為解決煤塵問題的有效措施。本文通過對煤塵的物理性質(zhì)及表面化學(xué)特性進(jìn)行研究,從環(huán)保角度出發(fā),選用含有天然多糖類高分子以及其它天然聚合物組分的蘆薈提取液為生物質(zhì)原料,以單體實驗為基礎(chǔ),選擇具有潤濕性、保水性、粘結(jié)性的藥劑,從中優(yōu)選出十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑,聚丙烯酸鈉為吸水樹脂材料,羧甲基纖維素鈉為水溶性聚合物。實驗選用混料設(shè)計實驗對4種原料進(jìn)行不同的配比組合,通過保水性、粘結(jié)性和成膜性等評價指標(biāo),確定抑塵劑原料的最佳配比和其最優(yōu)稀釋比,然后對其最優(yōu)配比的復(fù)合型煤塵抑塵劑采用掃描電鏡(SEM)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)進(jìn)行性質(zhì)表征,同時將其與其它類型抑塵劑做性能對比測試,驗證該抑塵劑的抗蒸發(fā)性能、成膜性能、抗侵蝕性能、粘結(jié)性能和滲透性能。研究結(jié)果表明:(1)通過抑塵劑復(fù)配實驗,得到陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉在質(zhì)量濃度為1.8%時,煤塵接觸角從大約64°降到20°明顯變小,其Zeta電位值迅速降低,從-35降到-68,說明表面活性劑可以提高水的潤濕性和煤塵的吸附性;吸水樹脂聚丙烯酸鈉的吸水倍率是650g/g且具有反復(fù)吸水能力,12h恒溫40℃的情況下,保水率為69.8%;水溶性聚合物羧甲基纖維素鈉,其濃度在1.0%時,粘度達(dá)到了 14.8mpa·s。(2)通過混料設(shè)計實驗,確定出制備復(fù)合型抑塵劑的最佳配比為生物質(zhì)材料、表面活性劑、吸水樹脂和水溶性聚合物的用量比例為1:4:3:2,稀釋比為1:30時,最佳抑塵指標(biāo)為:成膜時間48min、蒸發(fā)量2.49g、失重為7.49g。(3)紅外光譜分析結(jié)果表明,噴灑復(fù)合型抑塵劑的煤塵在1100-1300cm-1內(nèi)形成特征峰值,表明煤塵含氧官能團增加,達(dá)到提高煤樣親水性的目的;掃描電鏡結(jié)果表明,煤塵噴灑抑塵劑后,其表面形貌由粗糙變光滑,說明抑塵劑對煤塵有一定的潤濕和粘結(jié)效果;在60℃保溫12h的抗蒸性實驗中,保水率達(dá)到55%,成膜時間為45min;露天抑塵實驗中,30天煤樣僅損失約8.5g,并且膜保存較好;粘度適中為68 mpa·s,既能保證對煤塵的滲入深度,又能形成固化層效果;滲透速率適中達(dá)到0.237mm/s,可以有效地潤濕煤塵,形成較厚的固化層,抑塵效果較好。
【圖文】：

選擇實驗及檢測方法劑的選擇主要作用是潤濕煤塵，增加煤塵的親水性，因其結(jié)水特性在降低溶液的表面張力方面起到了決定性作組分作用主要有兩點：其一可以降低抑塵劑的表面二便是利用了其滲透、潤濕、乳化、發(fā)泡等特性，面活性劑親水基團結(jié)構(gòu)變化多端，各式各樣，，通過分為非離子型和離子型，其中離子型表面活性劑又分出陰離子表面活性劑，陽離子表面活性劑和兩性取十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、烷堿這四種不同類別且具有良好潤濕效果的表面活性性能的效果對比，選出性能最佳的表面活性劑。定方法——沉降法

水分子和煤塵分子之間吸引力作用的大小可以通過潤濕接觸角 θ 來衡量。其越小則說明溶液的潤濕效果越好；反之，則表明溶液的潤濕效果差。噴灑過四種不同濃度的表面活性劑后的煤樣接觸角的變化如下表 2.7 所示表 2.7 煤樣接觸角(°)保德礦煤樣 接觸角 唐家會礦煤樣 接觸角 羊場灣礦煤樣 接觸角水 65.4 水 63.2 水 61.50.04%十六烷基三甲基溴化銨42.60.04%十六烷基三甲基溴化銨34.30.04%十六烷基三甲基溴化銨36.51.8%十二烷基苯磺酸鈉21.61.8%十二烷基苯磺酸鈉19.81.6%十二烷基苯磺酸鈉18.50.04%烷基酚聚氧乙烯醚29.20.04%烷基酚聚氧乙烯醚31.40.02%烷基酚聚氧乙烯醚32.30.06%椰油酰胺丙基甜菜堿38.20.06%椰油酰胺丙基甜菜堿20.30.06%椰油酰胺丙基甜菜堿22.6
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD714.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2618337