發(fā)布時(shí)間：2017-07-06 15:08

  本文關(guān)鍵詞：咪唑類(lèi)和季膦鹽類(lèi)離子液體潤(rùn)濕煤層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究

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【摘要】：煤炭開(kāi)采過(guò)程中,粉塵不但是井下重大的安全隱患,還嚴(yán)重影響著礦井工人的生命健康。目前煤層注水是一項(xiàng)根本性的防塵措施。但水的極性大,不易直接潤(rùn)濕煤層,因此各種潤(rùn)濕劑或表面活性劑的研究成為熱點(diǎn)。室溫離子液體是一類(lèi)完全由陰陽(yáng)離子組成的,在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的鹽類(lèi)物質(zhì)(簡(jiǎn)稱(chēng)離子液體),具有優(yōu)良的溶解能力以及結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性。基于此,本論文提出利用雙親性離子液體潤(rùn)濕煤結(jié)構(gòu),以達(dá)到煤層注水效果的根本性提高。本文選取了復(fù)配A溶液,8種咪唑類(lèi)離子液體[HOEt MIm][BF4]、[HOEt MIm][NTf2]、[AMIm][BF4]、[AMIm]Cl,[EMIm][BF4]、[EMIm][NTf2]、[Pr MIm][BF4]、[BMIm][BF4]以及2種季膦鹽類(lèi)離子液體[P4,4,4,2][DEP]、[P4,4,4,1][Me SO4]作為潤(rùn)濕性研究對(duì)象,利用接觸角實(shí)驗(yàn)、保水性實(shí)驗(yàn)等測(cè)試不同液體對(duì)煤樣的潤(rùn)濕效果和耐蒸發(fā)能力;利用紅外光譜測(cè)定技術(shù)分析離子液體對(duì)煤中活性結(jié)構(gòu)、礦物質(zhì)的影響,對(duì)離子液體潤(rùn)濕煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。本研究將為離子液體在礦井煤塵防治以及煤結(jié)構(gòu)研究方面提供新的發(fā)展平臺(tái)。首先利用接觸角測(cè)定儀測(cè)量了A溶液和不同離子液體在煤樣表面的接觸角,結(jié)果顯示與蒸餾水對(duì)比,A溶液和離子液體與煤樣的接觸角均減小,說(shuō)明兩者均具有很好的潤(rùn)濕效果,其中A溶液的潤(rùn)濕性更加明顯。不同離子液體的接觸角存在較大差異,說(shuō)明其潤(rùn)濕性不同,其中[HOEt MIm][NTf2]潤(rùn)濕效果最好,[P4,4,4,1][Me SO4]和[P4,4,4,2][DEP]次之,[HOEt MIm][BF4]的效果最差。對(duì)比分析相同陽(yáng)離子不同陰離子和相同陰離子不同陽(yáng)離子的離子液體所測(cè)接觸角,推測(cè)陽(yáng)離子對(duì)離子液體潤(rùn)濕效果的影響更加明顯。通過(guò)保水性實(shí)驗(yàn)比較A溶液和不同離子液體處理煤的含水率梯度和平衡值,結(jié)果顯示與蒸餾水相比,A溶液和離子液體處理煤的蒸發(fā)速率較慢,水分保持時(shí)間較長(zhǎng),煤樣表現(xiàn)出更強(qiáng)的耐蒸發(fā)能力。不同離子液體含水率梯度及平衡值有所差異,其中[EMIm][BF4]的保水性最好。此外,離子液體的潤(rùn)濕性和保水性具有一定的相通性,但A溶液的保水效果并不明顯。通過(guò)紅外光譜實(shí)驗(yàn)比較離子液體處理煤和水處理煤中官能團(tuán)的變化,結(jié)果顯示與水處理煤比較,離子液體處理煤并未改變煤的主要結(jié)構(gòu),而是改變了煤中官能團(tuán)的含量。[Pr MIm][BF4]、[BMIm][BF4]、[P4,4,4,2][DEP]、[AMIm]Cl、[AMIm][BF4]、[HOEt MIm][NTf2]、[HOEt MIm][BF4]、[P4,4,4,1][Me SO4]處理煤均明顯減弱了煤中脂肪類(lèi)和芳香烴類(lèi)基團(tuán),[EMIm][BF4]、[EMIm][NTf2]處理煤明顯增強(qiáng)上述基團(tuán),但明顯減弱了含氧類(lèi)基團(tuán)。比較譜峰強(qiáng)度,推測(cè)能夠減弱脂肪烴和芳烴類(lèi)基團(tuán)的離子液體通常具有較好的潤(rùn)濕性,而含氧類(lèi)基團(tuán)對(duì)潤(rùn)濕性的影響可能與脂肪烴和芳烴類(lèi)基團(tuán)的減弱程度相關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：煤 潤(rùn)濕性 離子液體 紅外光譜分析 保水性
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD714.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 1 緒論18-26
• 1.1 研究的背景與意義18-19
• 1.2 研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線23-26
• 2 潤(rùn)濕劑的潤(rùn)濕機(jī)理分析26-32
• 2.1 潤(rùn)濕劑26-27
• 2.2 潤(rùn)濕作用27-30
• 2.3 表面官能團(tuán)與潤(rùn)濕性30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 離子液體潤(rùn)濕煤的實(shí)驗(yàn)研究32-47
• 3.1 實(shí)驗(yàn)煤樣的性質(zhì)32
• 3.2 選擇離子液體潤(rùn)濕劑32-35
• 3.3 煤樣接觸角的測(cè)定35-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 離子液體對(duì)煤樣的保水性實(shí)驗(yàn)47-53
• 4.1 實(shí)驗(yàn)樣品47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)步驟47-48
• 4.3 實(shí)驗(yàn)分析48-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 紅外光譜實(shí)驗(yàn)研究離子液體對(duì)煤塵潤(rùn)濕性的影響53-69
• 5.1 紅外光譜測(cè)試原理53-57
• 5.2 水和離子液體處理煤中官能團(tuán)的紅外光譜實(shí)驗(yàn)57-67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 6 全文總結(jié)69-71
• 6.1 主要結(jié)論69-70
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)70
• 6.3 研究工作展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 作者簡(jiǎn)歷76-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 程衛(wèi)民;周剛;左前明;聶文;王剛;;噴嘴噴霧壓力與霧化粒度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2010年08期

2 李汝雄;離子液體——走向工業(yè)化的綠色溶劑[J];現(xiàn)代化工;2003年10期

3 劉國(guó)根,邱冠周,胡岳華;煤的紅外光譜研究[J];中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年04期

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本文編號(hào)：526668