表面活性劑在褐煤表面吸附特性及其對(duì)煤潤(rùn)濕性的影響.pdf

1、褐煤毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，表面含氧基團(tuán)較多，因其強(qiáng)極性易與水分子發(fā)生締合，造成褐煤表面極易被水潤(rùn)濕而無(wú)法進(jìn)行高效利用。目前加壓水熱、熱壓成型等褐煤脫水提質(zhì)的方法因能耗大、污染嚴(yán)重十分受限。而表面活性劑以其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)（由親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)構(gòu)成）日益成為調(diào)控表面潤(rùn)濕性質(zhì)的重要工具。理論上表面活性劑與褐煤接觸，親水端能與褐煤表面的親水含氧基團(tuán)發(fā)生吸附，其疏水端朝外，從而能夠改善褐煤易被潤(rùn)濕的性質(zhì)，增強(qiáng)其表面疏水性。表面活性劑親水基團(tuán)類型、表面活

2、性劑在褐煤表面的吸附特性及作用機(jī)理、褐煤表面含氧基團(tuán)的數(shù)量等都是表面活性劑調(diào)控褐煤表面潤(rùn)濕性的重要影響因素。
　　本文進(jìn)行了一系列吸附試驗(yàn)，系統(tǒng)地考察了十六烷基三甲基溴化銨陽(yáng)離子表面活性劑（CTAB）、gemini陽(yáng)離子表面活性劑、十二烷基苯磺酸鈉陰離子表面活性劑（SDBS）、十二烷基磺酸鈉陰離子表面活性劑（SDS）在褐煤表面的吸附特征及對(duì)其潤(rùn)濕性的影響；并以雙氧水氧化法制備氧化煤，研究了含氧官能團(tuán)含量對(duì)褐煤吸附CTAB、gemi

3、ni表面活性劑及其潤(rùn)濕改性的影響；探討了褐煤對(duì)gemini表面活性劑的吸附機(jī)制。實(shí)驗(yàn)主要的研究結(jié)果如下：
　　1.增大表面活性劑溶液初始濃度、升高溫度有利于表面活性劑在褐煤表面的吸附，褐煤對(duì)陽(yáng)離子表面活性劑有較強(qiáng)的吸附能力；CTAB、gemini陽(yáng)離子表面活性劑增強(qiáng)褐煤疏水性的效果明顯優(yōu)于SDBS和SDS，而gemini表面活性劑的改性效果強(qiáng)于CTAB。
　　2.雙氧水氧化法能夠增大煤中含氧官能團(tuán)含量，含氧基團(tuán)含量隨氧化時(shí)間

4、增加而增加，而氧化時(shí)間大于十二小時(shí)含氧官能團(tuán)含量增加幅度不大；含氧基團(tuán)含量升高能促進(jìn)褐煤對(duì)CTAB及gemini陽(yáng)離子表面活性劑吸附量的增大；CTAB、gemini陽(yáng)離子表面活性劑能夠顯著降低原煤及氧化煤的表面親水性，并且對(duì)氧化煤的改性效果更顯著；表面活性劑溶液濃度較高時(shí)，含氧官能團(tuán)含量高的氧化煤對(duì) CTAB的吸附量較大，出現(xiàn)多層吸附，使得煤表面親水性反而增加。
　　3.靜電力是gemini陽(yáng)離子表面活性劑在褐煤表面進(jìn)行吸附的推動(dòng)

5、力，一定離子強(qiáng)度下，疏水作用超越靜電力成為吸附的主要推動(dòng)力，而氫鍵作用力不是褐煤吸附gemini表面活性劑的主要吸附推動(dòng)力；解吸過(guò)程未檢測(cè)到gemini的脫除，說(shuō)明褐煤與gemini表面活性劑間形成了較強(qiáng)的作用力，常溫下的機(jī)械攪拌無(wú)法破壞；堿性環(huán)境能夠促進(jìn)褐煤對(duì)gemini表面活性劑的吸附；添加無(wú)機(jī)鹽KCl可以促進(jìn)gemini表面活性劑在褐煤表面的吸附，尤其在較低表面活性劑初始濃度條件下，不僅不易形成多層吸附以節(jié)省表面活性劑用量，而且能