基于核磁共振與X射線光電子能譜的煤塵潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、針對(duì)目前煤塵微觀潤(rùn)濕機(jī)理不完善，除塵技術(shù)很少針對(duì)煤塵的特性去研究，降塵效果不夠理想的現(xiàn)狀，本論文依靠13C-NMR和XPS兩種儀器分析方法從微觀上揭示煤的結(jié)構(gòu)，結(jié)合煤塵的潤(rùn)濕特性，揭示影響煤塵潤(rùn)濕性的主要結(jié)構(gòu)因素，探究結(jié)構(gòu)參數(shù)變化與潤(rùn)濕性的作用機(jī)理，同時(shí)建立煤塵潤(rùn)濕性回歸模型，定量確定煤塵結(jié)構(gòu)對(duì)潤(rùn)濕性影響機(jī)理。
　　從煤質(zhì)基本特征實(shí)驗(yàn)掌握所選用6種煤樣煤塵的基本特性，包括工業(yè)分析指標(biāo)和元素分析指標(biāo)，并采用DSA100型光學(xué)法液滴形

2、態(tài)分析系統(tǒng)測(cè)定純水和煤塵的動(dòng)態(tài)接觸角，以此作為宏觀的潤(rùn)濕表征。利用固體高分辨率13C-NMR實(shí)驗(yàn)獲得碳骨架結(jié)構(gòu)信息，得到12個(gè)煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)分析這12個(gè)參數(shù)隨變質(zhì)程度的變化規(guī)律，總結(jié)不同煤種的含碳官能團(tuán)的分布特征，結(jié)合這12個(gè)參數(shù)的結(jié)構(gòu)意義，分析6煤樣煤塵的結(jié)構(gòu)差異，根據(jù)12個(gè)參數(shù)與純水平衡接觸角的一元回歸分析初步了解芳環(huán)碳(fa')、質(zhì)子化芳碳(faH)、橋接芳碳(faB)、季碳與亞甲基（falH）和氧接脂碳（falO）與潤(rùn)濕性（

3、接觸角）相關(guān)性高，并且fa'、faH和faB對(duì)煤塵的疏水性有貢獻(xiàn)，falH和falO對(duì)煤塵的親水性有貢獻(xiàn)。利用XPS實(shí)驗(yàn)獲得煤塵表面元素的化學(xué)態(tài)，發(fā)現(xiàn)煤塵表面O/C較元素分析的O/C有增加的趨勢(shì)，說(shuō)明氧元素（基團(tuán)）在表面較整個(gè)煤樣而言分布更廣，通過(guò)分析化學(xué)鍵結(jié)合情況，得到煤塵表面4類含氧官能團(tuán)信息，分析6煤樣煤塵表面氧官能團(tuán)含量的變化規(guī)律，總結(jié)不同煤種的含氧官能團(tuán)的分布特征。根據(jù)含氧官能團(tuán)與純水平衡接觸角的一元回歸分析初步了解羥基(-O

4、H)和羧基(COOH)對(duì)煤塵的親水性有貢獻(xiàn)。由于羥基(-OH)在中高階煤塵的含量比羧基(COOH)要多，從相關(guān)性上看，羥基(-OH)對(duì)潤(rùn)濕性（接觸角）的影響大。
　　本文利用SPSS對(duì)潤(rùn)濕性（接觸角）和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行偏相關(guān)分析，優(yōu)選了8個(gè)與潤(rùn)濕性（接觸角）相關(guān)系數(shù)最大的煤塵結(jié)構(gòu)參數(shù)，并探究結(jié)構(gòu)參數(shù)變化與潤(rùn)濕性的作用機(jī)理，通過(guò)多元逐步回歸分析確定這8個(gè)參數(shù)與潤(rùn)濕性（接觸角）之間的相關(guān)關(guān)系與相關(guān)程度，建立回歸模型為θ=59.296+17