本文關(guān)鍵詞：粒徑和礦物質(zhì)組分對表面活性劑吸附特性及褐煤潤濕性的影響

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【摘要】：褐煤是重要的化石能源,由于其孔隙發(fā)達(dá),表面含氧官能團(tuán)含量豐富,造成褐煤表面具有強(qiáng)的親水性,限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用,改變褐煤表面的潤濕性對其加工利用具有重要意義。表面活性劑作為一種含有親水基和疏水基分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)品,可以在固體表面發(fā)生吸附改變固體的潤濕性。本文研究了煤粒徑、煤中礦物質(zhì)組分(高嶺土、碳酸鈣、石英砂等)和有機(jī)質(zhì)對表面活性劑吸附特性及褐煤潤濕性的影響,主要的研究結(jié)果如下:煤粒徑的不同對表面活性劑在煤表面的吸附特性及潤濕性影響是明顯的。十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)在芒來褐煤表面的吸附量隨著粒級的減小而增大;在褐煤表面吸附CTAB降低了芒來褐煤的親水性;不同粒級芒來褐煤與極性潤濕液蒸餾水和無水乙醇潤濕作用強(qiáng)于褐煤與非極性潤濕液正構(gòu)烷烴的潤濕作用,并呈現(xiàn)隨著正構(gòu)烷烴碳鏈增加,潤濕熱減小的規(guī)律;在同一初始濃度條件(300mg/L)下吸附,表面活性劑CTAB對不同粒級褐煤表面潤濕性改變效果不相同,并不呈現(xiàn)隨粒級減小煤表面潤濕性改變效果更明顯的趨勢;隨著粒級的減小,褐煤親水性的降低值和親油性的增加值都呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,其中褐煤粒級為80-120目時(shí)其潤濕性變化效果最為明顯。對CTAB、十二烷基硫酸鈉(SDS)、陽離子Gemini三種表面活性劑對比發(fā)現(xiàn),三種表面活性劑在褐煤中礦物質(zhì)各組分、有機(jī)質(zhì)表面均發(fā)生了吸附作用,并滿足吸附量隨著初始濃度的增大而增加的規(guī)律。表面活性劑在礦物質(zhì)各組分和有機(jī)質(zhì)上的吸附作用力不同,在礦物質(zhì)上吸附作用力主要是范德華力,脫灰煤(有機(jī)質(zhì))上的吸附作用力主要是強(qiáng)荷電作用。在褐煤中礦物質(zhì)各組分、有機(jī)質(zhì)表面上的吸附量明顯不同,其中CTAB在原煤,有機(jī)質(zhì)吸附量最多,石英砂和高嶺土上吸附Gemini表面活性劑在量較多,SDS在碳酸鈣上吸附最多。吸附三種表面活性劑褐煤中礦物質(zhì)各組分、有機(jī)質(zhì)的潤濕性均發(fā)生改變,但對潤濕性的改變效果存在顯著地差異。吸附SDS對碳酸鈣潤濕性改變效果較好,高嶺土吸附CTAB明顯地改變其潤濕性。對于原煤和脫灰煤,選擇Gemini在CMC濃度時(shí)潤濕性改變最大,表明相對于CTAB而言,Gemini表面活性劑吸附對褐煤表面潤濕性改變效果更顯著。
【關(guān)鍵詞】：褐煤 表面活性劑 潤濕性 粒級 礦物質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD849.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 選題背景和意義11-13
• 1.1.1 褐煤賦存現(xiàn)狀12
• 1.1.2 我國褐煤利用前景展望12-13
• 1.2 褐煤的利用缺陷13-16
• 1.2.1 褐煤中水分的存在形式14-15
• 1.2.2 高含水的原因15
• 1.2.3 褐煤脫水意義15-16
• 1.3 表面活性劑基本理論16-19
• 1.3.1 表面活性劑概念16-17
• 1.3.2 表面活性劑的分類17
• 1.3.3 表面活性劑的基本性質(zhì)17
• 1.3.4 表面活性劑的結(jié)構(gòu)17-18
• 1.3.5 表面活性劑的主要作用18
• 1.3.6 表面活性劑改變煤潤濕性的機(jī)理的探討18-19
• 1.4 煤質(zhì)對吸附過程的影響19-20
• 1.4.1 煤中的礦物質(zhì)19-20
• 1.4.2 煤的粒級20
• 1.5 本文研究內(nèi)容20-22
• 參考文獻(xiàn)22-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)儀器與測試方法27-37
• 2.1 褐煤工業(yè)分析和元素分析27-28
• 2.2 煤樣的孔隙結(jié)構(gòu)分析28-30
• 2.2.1 褐煤吸附/脫附等溫曲線28-30
• 2.2.2 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)分析30
• 2.3 煤紅外光譜分析30-33
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器及方法31
• 2.3.2 褐煤紅外譜圖分析31-33
• 2.4 煤中礦物質(zhì)分析33-34
• 2.5 吸附實(shí)驗(yàn)及吸附量的測定34
• 2.6 脫灰煤樣制備34
• 2.7 潤濕熱的測定34-35
• 參考文獻(xiàn)35-37
• 第三章 CTAB對不同粒級芒來褐煤吸附特性及潤濕性影響37-49
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分37-38
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)煤樣37
• 3.1.2 CTAB吸附實(shí)驗(yàn)及吸附量的測定37
• 3.1.3 吸附煤樣的紅外光譜分析37
• 3.1.4 吸附煤樣的潤濕熱37-38
• 3.2 結(jié)果與討論38-45
• 3.2.1 粒級對CTAB在褐煤表面吸附能力的影響38-40
• 3.2.2 CTAB吸附對不同粒度褐煤潤濕改性的影響40-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 參考文獻(xiàn)47-49
• 第四章 表面活性劑對煤中有機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)吸附特性與潤濕性影響49-79
• 4.1 陰離子表面活性劑SDS在煤中有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)上的吸附規(guī)律及潤濕性影響49-56
• 4.1.1 SDS在原煤上的吸附規(guī)律49-50
• 4.1.2 SDS在脫灰煤上的吸附規(guī)律50-54
• 4.1.3 SDS吸附對煤中各組分潤濕性影響54-56
• 4.2 陽離子表面活性劑CTAB在煤中有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)上的吸附規(guī)律及潤濕性影響56-62
• 4.2.1 CTAB在原煤與脫灰煤上的吸附規(guī)律57-58
• 4.2.2 CTAB在高嶺土、碳酸鈣和石英砂上吸附規(guī)律58-60
• 4.2.3 CTAB吸附對煤中各組分潤濕性影響60-62
• 4.3 Gemini表面活性劑在煤中有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)上的吸附規(guī)律及潤濕性影響62-70
• 4.3.1 Gemini在原煤與脫灰煤上的吸附規(guī)律63-65
• 4.3.2 Gemini在高嶺土、碳酸鈣和石英砂上吸附規(guī)律65-67
• 4.3.3 Gemini吸附對煤中各組分潤濕性影響67-70
• 4.4 三種表面活性劑在煤中各組分上的吸附量對比70-72
• 4.5 三種表面活性劑吸附對煤中各組分潤濕性影響對比72-74
• 4.6 本章小結(jié)74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 第五章 結(jié)論與展望79-81
• 5.1 結(jié)論79-80
• 5.2 展望80-81
• 致謝81-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82

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本文編號：1012937