本文以水煤漿氣化技術(shù)為研究背景,以褐煤為主要原料,從提高顆粒表面疏水性的角度出發(fā),采用第二液體和第二顆粒對褐煤顆粒進(jìn)行表面修飾。通過接觸角測量儀和旋轉(zhuǎn)流變儀對其表面潤濕性和成漿性進(jìn)行測量和表征,探究顆粒表面修飾對褐煤水煤漿制備的影響�？疾炝说诙后w對褐煤水煤漿成漿性的影響。研究內(nèi)容包括第二液體的選擇原則,第二液體的添加量對褐煤水煤漿成漿性的影響,第二液體在水煤漿體系中的賦存狀態(tài)以及復(fù)合型第二液體的表面修飾效果的考察。結(jié)果表明:未經(jīng)處理的內(nèi)蒙褐煤的接觸角為57.3°,最大成漿濃度為53.4wt%,采用第二液體(煤油)表面修飾的復(fù)合顆粒的接觸角為78.2°,最大成漿濃度提高到55.5wt%。激光共聚焦顯微鏡的結(jié)果顯示第二液體在水煤漿中形成均勻包覆的紅色油膜,體系顆粒分散均勻,未出現(xiàn)大的沉降顆粒。研究了第二顆粒對于褐煤水煤漿成漿性的影響。在第二液體的基礎(chǔ)上向其中加入疏水性的第二顆粒,構(gòu)造顆粒表面的多級結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高其表面疏水性。研究內(nèi)容包括第二顆粒的選擇原則,第二顆粒含量對褐煤水煤漿成漿性的影響,以及添加到復(fù)合型第二液體中的表面修飾效果。結(jié)果表明:在硅油和煤油的復(fù)合第二液體中添加第二顆粒石油焦進(jìn)行表面修飾后,褐煤顆粒的接觸角增加到92.3°,最大成漿濃度提高到56.5wt%。研究了對第二顆粒的表面疏水改性,以期獲得一種超疏水性顆粒并考慮該種顆粒能否成為更好的第二顆粒。采用第二液體浸潤石油焦,在通風(fēng)條件下自由揮發(fā)形成疏水表面并對表面的潤濕性能進(jìn)行測量和表征。考察了第二顆粒的疏水性,粒徑,含量等因素對于疏水表面的潤濕性的影響。采用電子顯微鏡觀察疏水表面的微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示表面的粗糙無序結(jié)構(gòu)是表面強(qiáng)疏水性的重要因素。采用溶劑揮發(fā)制備的疏水表面可穩(wěn)定獲得140°以上的靜止接觸角和10°以下的滾動角。
【學(xué)位單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ546
【部分圖文】：

?＾?Ｐｅ??Ｎｅｗｔｏｎｉａｎ?Ｓｈｅａｒ?ｌｉｎｎｉ（｜?Ｓｈｅａｒ?ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ??圖２．２剪切行為示意圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｈｅａｒ?ｂｅｈａｖｉｏｒｓ??２．１．３密集顆粒懸浮液的剪切增稠??通常在高濃度懸浮液中觀察到剪切增稠，當(dāng)其濃度高于臨界體積分?jǐn)?shù)，一般范圍為??０．４？０．５會出現(xiàn)剪切增稠１４４１，但是Ｂａｒｎｅｓ１４５１指出，如果在適當(dāng)?shù)募羟兴俾史秶鷥?nèi)測量，??所有的分散體中都會發(fā)生剪切增稠。剪切增稠通常由剪切引起的懸浮液結(jié)構(gòu)變化引起，??并且大部分是可逆的。剪切增稠的發(fā)生可以在剪切速率范圍內(nèi)逐漸發(fā)生或突然發(fā)生。例??如在氧化鋁［４６］懸浮液系統(tǒng)中，觀察到的剪切增稠現(xiàn)象就是突變的不連續(xù)的。??Ｆｌｕｉｄ?Ｆｌｕｉｄ?Ｃｒｙｓｔａｌ??ｅ｜〇｜?“雜｜?懸??聲。ＩＩＩ鏈??０?０．４９４?０．５４５?；，，?Ｊ（；?．．ｉ?Ｖｏｂｒｎｅ?Ｆｒａｃｔｉｏｎ??：ｆｅ：??Ｐｈ＾ｅ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｊ?Ｇｌａｓｓ??－０．５８?－０．６４??圖２．３作為體積分?jǐn)?shù)函數(shù)的硬球相圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｈａｒｄ?ｓｐｈｅｒｅ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｏｌｕｍｅ?ｆｒａｃｔｉｏｎ??剪切增稠通常由懸浮液中剪切誘導(dǎo)的微結(jié)構(gòu)變化引起，在靜電或空間穩(wěn)定的懸浮液??中，剪切增稠被認(rèn)為與剪切誘導(dǎo)的秩序變異相關(guān)［４７］。在低剪切速率下，單分散顆粒在渦??流平面中排列成定向滑動的有序?qū)�。在臨界剪切速率下

?ｊ?Ｇｌａｓｓ??－０．５８?－０．６４??圖２．３作為體積分?jǐn)?shù)函數(shù)的硬球相圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｈａｒｄ?ｓｐｈｅｒｅ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖｏｌｕｍｅ?ｆｒａｃｔｉｏｎ??剪切增稠通常由懸浮液中剪切誘導(dǎo)的微結(jié)構(gòu)變化引起，在靜電或空間穩(wěn)定的懸浮液??中，剪切增稠被認(rèn)為與剪切誘導(dǎo)的秩序變異相關(guān)［４７］。在低剪切速率下，單分散顆粒在渦??流平面中排列成定向滑動的有序?qū)�。在臨界剪切速率下，有序結(jié)構(gòu)發(fā)生分解，因為一些??顆粒由于流體動力學(xué)不穩(wěn)定性被推出層平面，并且與相鄰層中的顆粒更強(qiáng)烈地相互作??用。因此，無序狀態(tài)下的增加的碰撞導(dǎo)致粘度的顯著增加。ＡｃｋｅｒＳ〇ｎ［４Ｘ］也提出了類似的??論證，并表述為剪切熔融，已經(jīng)通過光散射和小角度中子散射觀察到秩序紊亂轉(zhuǎn)變。??Ｈｏｆｆｍａｎ［４９］的動力學(xué)模擬顯示剪切増厚與從有序?qū)拥骄哂写匦纬傻臒o序狀態(tài)的微結(jié)構(gòu)??轉(zhuǎn)變相關(guān)。Ｂｅｎｄｅｒ?［５°］通過小角度粒子散射測量觀察到，在剪切速率低于剪切增稠臨界??速率的情況下

２．２．２雙電層與德蘭維奧理論??２０世紀(jì)３０年代，斯特恩創(chuàng)造性地將平板電容與溶液擴(kuò)散層相結(jié)合，構(gòu)建描述膠體??顆粒雙電層結(jié)構(gòu)［６％解釋粒子表面電荷的產(chǎn)生機(jī)理和膠體粒子的分散行為。圖２．５為斯??特恩雙電層模型，雙電層模型中粒子運(yùn)動剪切界面處的電位叫做Ｚｅｔａ電位，與粒子的??運(yùn)動行為密切相關(guān)，Ｚｅｔａ電位一般可由聲波法或是電泳法測得，是膠體穩(wěn)定中非常重要??的一個物理量。?????Ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?，??／???Ｓｔｅｍ?ｐｌａｎｅ?！??／?／?／??Ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｓｈａｒｅ?１、??卜?＂＼ｌ?ｉ??＼?、??Ｄｉｆｆｕｓｅ?ｌａｙｅｒ?！???????ｓｔｅｍ?ｌａｙｅｒ?Ｄｉｓｔａｎｃｅ??６?１／Ｋ??圖２．５斯特恩雙電層??Ｆｉｇ．?２．５?Ｓｔｅｍ?ｄｏｕｂｌｅ?ｌａｙｅｒ?ｍｏｄｅｌ??善??／Ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ??圖２．６?ＤＬＶＯ理論示意圖??Ｆｉｇ．?２．６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＬＶＯ??在雙電層理論的基礎(chǔ)上，Ｄｅｒｙａｇｉｎ，Ｌａｎｄａｕ，?Ｖｅｒｗｅｙ，?Ｏｖｅｒｂｅｅｋ等進(jìn)一步發(fā)展了膠??體穩(wěn)定性影響的相關(guān)理論，簡稱ＤＬＶＯ理論。ＤＬＶＯ理論示意圖如圖２．６［６７］所示。ＤＬＶＯ??理論指出膠體中存在圖２．７所示的三種穩(wěn)定機(jī)制。靜電穩(wěn)定是利用粒子的表面電荷電性??作用所造成的排斥力，當(dāng)粒子彼此接近時，由于帶有同種電荷而相互排斥。以水煤漿為??例，對于陰離子型分散劑，當(dāng)分散劑吸附到煤粒表面后，分散劑所帶有的陰離子基團(tuán)成??為煤膠粒表面電位離子的主體。水煤漿中
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