本文關鍵詞：共聚制備溫敏磁性吸水樹脂及對細粒煤脫水的研究　出處：《太原理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：目前,細粒煤機械脫水和基于機械的復合作用脫水方法很難達到出廠精煤水分10%以下的要求,而熱力干燥脫水方法的生產(chǎn)成本過高,致使細粒煤脫水成為煤炭加工利用行業(yè)的一大難題。本課題提出制備溫敏磁性吸水樹脂來脫除細粒煤中的水分。將煤與溫敏磁性吸水樹脂混合,采用磁分選方法將溫敏磁性吸水性樹脂從細粒煤中分離,之后利用其溫敏性特點以非液-汽相變方式將水分從樹脂中移出,實現(xiàn)樹脂的有效回收及循環(huán)利用。采用水溶液自由基共聚法將N-異丙基丙烯酰胺與各種單體進行交聯(lián)共聚,考察單體、交聯(lián)劑用量、反應溫度、反應時間和丙烯酸鈉用量等因素對制備溫敏吸水樹脂的影響,并對所得產(chǎn)物的平衡溶脹率、溫敏性、溶脹性、退漲性以及循環(huán)載水率進行測定。利用FTIR、XRD和TGA等表征手段進行結構和熱穩(wěn)定性分析。實驗結果表明在親水單體為丙烯酸鈉、丙烯酸鈉摩爾比用量為5%、交聯(lián)劑摩爾比用量為3%、合成溫度為20℃和反應時間為12小時的條件下,合成出的溫敏吸水樹脂具有較高的平衡溶脹率(170.4g/g)、快速響應的溫敏性(溫敏點約為50℃)、較快的的溶脹速率、快速的退漲速率以及最大循環(huán)載水率(161.6g/g)。采用三步法制備溫敏磁性吸水樹脂。首先,采用共沉淀法制備出磁性Fe_3O_4納米粒子�？疾斐恋韯┓N類、反應溫度和反應時間等工藝條件的影響。利用XRD、TEM和SQUID-VSM對所得樣品進行結構和磁學性分析。實驗結果表明在氨水為沉淀劑、合成溫度為60℃和結晶陳化時間為12小時的條件下合成出的磁性Fe_3O_4納米粒子晶型結構完整、沒有雜質(zhì)、粒子大小均勻(約為14.1nm)、粒子分散均勻、具有超順磁性和高比磁飽和強度(約為69.70emu/g)。其次,在體積比為4:1的醇水溶液中采用KH-570對Fe_3O_4進行表面改性,FTIR和TGA結果表明對Fe_3O_4表面改性成功。最后,采用懸浮液自由基聚合法制備溫敏磁性吸水樹脂,考察Fe_3O_4不同加入方式、KH-570不同用量等的影響。實驗結果表明當KH-570用量為0.3mL時合成的溫敏吸水樹脂具有較好的結合強度、具有較高的平衡溶脹率(94.6g/g)、快速響應的溫敏性(溫敏點約為40℃)、較快的溶脹速率、快速的退漲速率以及較高的循環(huán)載水率(91.1g/g)。通過XRD、TGA、FTIR、SEM和SQUID-VSM對選定的溫敏磁性吸水樹脂的結構進行表征和性能分析,結果表明溫敏磁性吸水樹脂共聚成功;同時TGA表明改性和未改性Fe_3O_4的加入未影響溫敏磁性吸水樹脂的熱分解溫度和熱穩(wěn)定性;XRD分析表明樹脂未影響Fe_3O_4的晶型結構;SEM表明Fe_3O_4均勻地分散在樹脂中;比磁飽和強度約為21.93emu/g。利用所制備的溫敏磁性吸水樹脂進行細粒煤脫水的實驗研究,考察樹脂粒度、樹脂用量、細粒煤粒度和煤種對脫水效果的影響。實驗結果表明樹脂回收率基本達到100%。溫敏磁性吸水樹脂在粒度為0.45~0.3mm,樹脂用量相對細粒煤質(zhì)量比3%條件下,混合10min后可以將初始水分含量為20%左右、粒度0.125~0.074mm的細粒弱粘煤和氣煤水分降至10%左右,相同條件下長焰煤從初始水分26.84%降至17.11%,三種煤的含水率均降低約10%,溫敏磁性吸水樹脂表現(xiàn)出了良好的脫水效率�；旌蠒r間延長至150 min,三種煤的水分略有降低,而長焰煤水分未能降至10%以下,這也表明長焰煤相對不易脫水。
[Abstract]:The results show that the magnetic Fe _ 3O _ 4 nanoparticles have a high equilibrium swelling rate ( 170.4 g / g ) , rapid response temperature sensitivity ( temperature sensitive point about 50 鈩，

本文編號：1412178