【摘要】：本文針對(duì)低階煤變質(zhì)程度低、顆粒表面含氧官能團(tuán)多、天然可浮性差、孔隙發(fā)達(dá),傳統(tǒng)油類捕收劑難以取得理想浮選效等特點(diǎn),提出采用功能化疏水性納米粒子作為捕收劑強(qiáng)化低階煤浮選,通過(guò)添加特定的含氧官能團(tuán)修飾疏水性納米粒子,提高納米粒子對(duì)低階煤的選擇性,以期利用納米顆粒對(duì)低階煤表面疏水性和表面粗糙度的協(xié)同作用,改善低階煤浮選效果。通過(guò)改變?nèi)榛瘎┦榛蛩徕c(SDS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和功能單體甲基丙烯酸四氫呋喃酯(MATE)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)的種類和用量,采用乳液聚合的方法成功的合成了六種功能化疏水性納米粒子。功能化疏水性納米粒子的粒度隨著乳化劑用量的增大而逐漸的變小,功能化疏水性納米粒子乳液的電位數(shù)值隨著乳化劑用量的增大而逐漸的增大。乳液聚合過(guò)程中添加不同種類的功能單體,合成的功能化疏水性納米粒子乳液的電位、粒度和納米粒子表面的含氧官能團(tuán)的含量是不相同的。同一功能單體,隨著功能單體用量的增大,功能化疏水性納米粒子乳液的電位和粒度沒(méi)有明顯的變化,但是功能化疏水性納米粒子表面含氧官能團(tuán)的含量逐漸的增大。試驗(yàn)煤樣屬于低階煤,具有低灰分、高揮發(fā)分、特低硫分的特點(diǎn),煤樣接觸角為49.8°,低階煤表面疏水性弱,可浮性較差。功能化疏水性納米粒子作為低階煤浮選的捕收劑,浮選結(jié)果表明:陽(yáng)離子型功能化疏水性納米粒子浮選效果優(yōu)于陰離子功能化疏水性納米粒子浮選效果,當(dāng)乳化劑CTAB用量150mg,功能單體MATE用量0.71mL,功能化疏水性納米粒子用量12kg/t,低階煤浮選精煤產(chǎn)率為76.68%,相比相同用量的柴油,精煤產(chǎn)率增大了31.65%。通過(guò)對(duì)功能化疏水性納米粒子作用后的低階煤煤樣進(jìn)行接觸角、紅外光譜、掃描電鏡測(cè)試分析,探索了功能化疏水性納米粒子強(qiáng)化低階煤浮選的作用機(jī)理,結(jié)果表明:陰陽(yáng)離子型功能化疏水性納米粒子與低階煤作用后接觸角增大,明顯的提高了低階煤表面疏水性;功能化疏水性納米粒子與低階煤作用后低階煤表面的苯環(huán)吸收峰明顯的增強(qiáng),低階煤表面親水吸收峰,羥基、羧基吸收峰明顯的減弱,可能是由于功能化疏水性納米粒子表面功能單體與低階煤表面含氧官能團(tuán)發(fā)生氫鍵作用,疏水性整體增強(qiáng);通過(guò)掃描電鏡宏觀觀察功能化疏水性納米粒子與低階煤作用后的煤樣,可以明顯的發(fā)現(xiàn)低階煤表面吸附了大量功能化疏水性納米粒子,增大了低階煤表面的粗糙度,提高了低階煤表面疏水性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD94;TD923
【圖文】：

過(guò)程中添加不同類型陰陽(yáng)離子型的乳化劑、引發(fā)劑用來(lái)合成聚苯乙烯納米粒子乳液。改變?nèi)橐壕酆线^(guò)程中添加功能單體能化疏水性納米粒子乳液。采用不同的測(cè)試手段對(duì)功能化的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試。能 化 疏 水 性 納 米 粒 子 的 制 備 (The Prepnalized Hydrophobic Nanoparticles)化疏水性納米粒子制備原理聚合遵循自由基聚合的一般機(jī)理，乳液聚合初期，單體和乳、液相和液滴三相中。的單體一聚合物膠粒較小，只能容納一個(gè)自由基，由于膠粒用，在膠粒內(nèi)的自由基壽命較長(zhǎng)，有較長(zhǎng)的鏈增長(zhǎng)時(shí)間，當(dāng)基通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入膠粒內(nèi)時(shí)，進(jìn)行雙基終止，膠粒內(nèi)自由基數(shù)由基進(jìn)入再次引發(fā)聚合，第四個(gè)自由基進(jìn)入后再終止，如此自由基數(shù)目在 0 和 1 之間變化。具體聚合過(guò)程如圖 2-1 所示

碩士學(xué)位論文功能化疏水性納米粒子的制備原理與常規(guī)的乳液聚合納米粒子基本相同是在此基礎(chǔ)上添加了一定量的功能單體。以單體 St、功能單體 MATE、交聯(lián)DVB，乳化劑 SDS 和引發(fā)劑 KPS 為例，合成含有四氫呋喃官能團(tuán)的功能化疏性納米粒子乳液為例，解釋功能化疏水性納米粒子的原理，其乳液聚合原理如圖 2-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2713338