不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究Ⅴ.煤在分散剂水溶液中的溶出离子及其对CWS性质的影响

通过原子吸收和等离子体原子发射光谱法,研究了6种不同分散剂对14种煤溶出Ca2+、Mg2+、Fe3+(Fe2+)、Al3+、SiO2-3离子的影响.结果表明,煤中溶出高价离子的数量,主要取决于分散剂与高价离子间的相互作用特征,以及矿物质的种类和数量.煤在不同分散剂水溶液中溶出高价离子的多少,并不单纯与水煤浆(CWS)的流变性或煤的成浆性具有相关性.煤中矿物质对CWS性质的影响,是多种因素综合作用的结果,溶出离子的种类和数量只是其中的重要因素之一.     

煤中无机矿物组分的溶出性及其对水煤浆流变特性的影响

用等离子体原子发射光谱考察了１４种不同变质程度煤中的无机矿物质在煤浆分散体系中的溶出性，并就其对浆体流变特性的影响进行了讨论。结果发现；煤中无机矿物质的溶出性视煤种和煤中矿物质含量的不同而有很大差异，而且，除个别煤熔出相当数量的铝离子外，其余煤在浆体分散体系中溶出的无机矿物离子均主要以钙出子为主，其次为镁，铁离子。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究: Ⅺ 分散剂改性煤粒的界面性质及其对CWS性质的影响

测定了10种分散剂与14种煤所形成分散体系的Zeta电位，研究了分散剂对改性煤粒界面电化学性质的影响。结果表明，煤的变质程度越低、溶出高价离子越多，分散剂改性煤粒的Zeta电位越低。阴离子分散剂亲水基团的数量和所带电荷越多，改性煤粒的Zeta电位越高。非离子分散剂使改性煤粒的Zeta电位降低。阴离子分散剂改性的煤粒，Zeta电位大小能很大程度反映煤粒的亲水性强弱，很多阴离子分散剂改性煤粒的Zeta电位都与其吸水量成正相关。建立了包括煤自身亲水性（Mad）、分散剂亲水改性程度（△MHC）, 以及Zeta电位（ζ）和分散剂在单位煤表面积上的吸附量（Γs）在内的成浆性经验模型：CFV = 76.62 1.896Mad 3.430△MHC+0.489Γs·ζ。该模型的计算值与实验结果很相近，而且还能反应出各变量对煤的成浆性所产生的影响。     

水煤浆添加剂与煤之间的相互作用规律研究 Ⅰ. 复合煤颗粒间的相互作用对水煤浆流变性的影响

使用12种不同分散剂对14种不同变质程度的煤进行了成浆性实验，分析了182个水煤浆(CWS)样品的流变性。结果表明，低变质程度和高灰煤浆多呈屈服假塑性，煤的性质起主导作用；变质程度高且灰分较低煤浆的流变性，主要依赖于分散剂的结构与性质；分子结构单元立体空间效应大，疏水基团与亲水基团呈立体间隔分布的分散剂，易形成屈服假塑性CWS；分子线度长，亲水基团与疏水基团呈线性间隔分布的分散剂，易形成胀塑性CWS。复合煤粒间的相互作用方式是决定CWS流变特性的关键。     

分散剂分子结构特征对煤浆流变特性的影响

系统考察了具有不同分子结构特片系列分散剂对高浓度煤浆性质的影响。发现煤的成浆性、浆体的流变特性和稳定化作用与分散剂的分子结构特征密切相关。就本研究所涉及的分散剂种类和煤种而言，分散剂单体结构中多核芳烃结构所占比例较小时易于使浆体呈屈服假塑性，相反，则使浆体呈屈服胀塑性。分散剂单体的侧链结构对煤成浆性和浆体流变性的影响不很突出，而分散剂的第二单体结构的影响却非常显著。结果还同时表明，分散剂的高分散性能是导致浆体呈屈服胀塑性流体和弱化浆体稳定化作用的重要因素。     

分散剂分子结构特征译煤浆流变特性的影响

系统考察了具有不同分子结构特片系列分散剂对高浓度煤浆性质的影响，发现煤的在浆性、浆体的流变特性和稳定化作用与分散剂的分子结构特征密切相关。及本所研究涉及的分散剂种类和煤种而言分散剂单体结构中多核芳烃结构所占比例较小时易于使浆体呈屈服塑性，相反，则使浆体呈屈服胀塑性。分散剂单体的侧链结构对煤成浆性和交体流变性的影响不很突出，而分散剂的第二单体结构的影响却非常显著，结果还同时分散剂的性能是导致浆体呈屈     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究: Ⅹ 分散剂在煤粒表面上的吸附作用特征

研究了6种水煤浆分散剂在14种不同变质程度煤上的吸附作用特征。结果表明，多数分散剂在煤粒表面达到单层饱和吸附后，又形成多层吸附，单层饱和吸附量与煤的变质程度、比表面积以及分散剂的性质有关。在相同粒度分布下，煤的变质程度越低，表面含氧亲水官能团的比例越高，孔隙率越高，比表面积越大，这对增大吸附量有利。煤的变质程度越高，其表面疏水区面积的比例越高，分散剂通过疏水基团紧密吸附在煤表面的比例越大，这对增加高阶煤的吸附量有利。对不同煤，是变质程度还是比表面积为吸附分散剂的主控因素，主要依赖于分散剂的结构与性质。对同种煤，疏水与亲水基团呈线型分立分布的分散剂，吸附量明显高；而疏水与亲水基团呈线型间隔分布的分散剂，吸附量明显小。     

金属离子在煤界面吸附对煤成浆性的影响

本文研究了六种金属离子在三种煤表面的吸附规律，研究结果表明：铜离子能够改善煤的制浆效果，即铜离子加入煤浆中，分散剂的用量降低５０％，煤浆浓度提高；钙、镁、钴、锌离子对煤的成浆性不利的原因是它们不能有效地被吸附到煤表面，游离的金属离子和分散剂发生反应，使得吸附到煤表面的分散剂相对减少，煤的成浆性变差。     

钴胺素的溶析结晶研究以及离子杂质对晶体生长的影响

采用激光法研究了钴胺素的结晶热力学,包括在不同温度下,不同溶剂配比下的溶解度和超溶解度,介稳区的测定。研究了四种不同的离子杂质(Na+,Mg2+,Ca2+and Fe3+)对钴胺素结晶诱导期的影响。通过实验结果表明钴胺素在溶析结晶过程中,Fe3+和Mg2+要比Na+和Ca2+具有更明显的影响。     

分散剂表面吸附特性和相关电化学性质对煤浆分散体系流变特性…

采用１７种不同变质程度的中国煤，详细研究了一种阴离子型分散剂在煤表面的吸附特性及其相关的表面电化学性质对煤成浆性及浆体流变特性的影响。结果表明，煤成浆性及浆体流变性并不单独取决于煤对分散剂的吸附量和煤表面动电位的大小。     

神木煤显微组份的表面特性

煤表面亲水性是影响水煤浆(CWS)流变性能的重要因素。关于表面活性剂和煤岩组成对煤亲水性影响的研究比较少,本文在这方面进行了一些工作,旨在弄清神木煤配CWS的制约因素。1.实验部分煤样采自神府煤田神木区四门沟矿3~(-1)层。用手选法选出镜煤和丝炭,经破碎、筛分制成80—180目研究样品。     

水葫芦与神府煤共成浆性的研究

分别以甲基萘磺酸盐(MF)及改性碱木质素磺酸钠(B1)为分散剂,考查了水葫芦与神府煤的成浆性能。结果表明,当100 g煤中加入19.16 g的水葫芦时,以MF为分散剂,60%浓度水葫芦煤浆的表观黏度为1 154 mPa.s,Fe2(SO4)3改性水葫芦煤浆的表观黏度为999 mPa.s。以B1为分散剂,水葫芦煤浆的表观黏度略有提高。Fe2(SO4)3的加入减少了与水缔合的含氧官能团数量,增加了水葫芦中起降黏作用的自由水含量。水葫芦能有效的提高水煤浆的稳定性,使出现硬沉淀的时间从2 h延长到60 h,Fe2(SO4)3作用后的水葫芦可进一步提高水煤浆的稳定性,使其出现硬沉淀的时间延长到88 h以上。水葫芦中大量的亲水性含氧官能团以及纤维素等大分子是水煤浆稳定性提高的主要原因。     

分散剂表面吸附特性和相关电化学性质对煤浆分散体系流变特性的影响

采用１７种不同变质程度的中国煤，详细研究了一种阴离子型分散剂在煤表面的吸附特性及其相关的表面电化学性质对煤成浆性及浆体流变特性的影响。结果表明，煤成浆性及浆体流变性并不单独取决于煤对分散剂的吸附量和煤表面动电位的大小。反映煤成浆性的浆体最高煤浆浓度取决于分散剂在煤表面的Ｌａｎｇｍｕｉｒ饱和吸附量Γｓ和相应动电位ξｓ的乘积Γｓ×ξｓ，而浆体流变指数则依赖于两者比值的大小Γｓ／ξｓ。表明水煤浆分散体系中煤颗粒的分散一方面是靠静电分散作用来实现，另一方面，分散剂在煤表面的吸附所产生的非静电分散作用也起了重要作用。同时，分散剂的表面吸附使煤表面产生的吸附荷电效应不能过高，否则，会对流体流变性不利。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究 Ⅶ 酸碱脱灰处理煤的性质变化及其对成浆性的影响

研究了酸－碱脱灰处理对鹤壁、淮南和靖远煤的有机组成、表面性质以及成浆性的影响。结果表明，酸－碱脱灰处理后煤质特性都发生了明显变化。主要表现在灰分下降，水分增加，挥发分降低，总碳量和芳香碳增加；氧的质量分数下降，酚羟基氧质量分数增加；硫的质量分数降低。酸－碱脱灰处理后煤的成浆性明显变差，在煤粒度分布、分散剂种类和用量相同时，脱灰处理使鹤壁、淮南、靖远三种煤成浆的定黏（1 000 mPa·s）浓度，分别比相应原煤下降了4.6%，6.6%和4.4%。进一步研究表明，经酸－碱脱灰处理，上述3种煤对所用4种分散剂的吸附量都明显增加，煤粒的Zeta电位也明显增加。酸－碱脱灰处理使研究用煤的成浆性变差，主要是由于煤的有机组成和表面性质变化引起的。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究Ⅹ分散剂在煤粒表面上的吸附作用特征

研究了6种水煤浆分散剂在14种不同变质程度煤上的吸附作用特征。结果表明,多数分散剂在煤粒表面达到单层饱和吸附后,又形成多层吸附,单层饱和吸附量与煤的变质程度、比表面积以及分散剂的性质有关。在相同粒度分布下,煤的变质程度越低,表面含氧亲水官能团的比例越高,孔隙率越高,比表面积越大,这对增大吸附量有利。煤的变质程度越高,其表面疏水区面积的比例越高,分散剂通过疏水基团紧密吸附在煤表面的比例越大,这对增加高阶煤的吸附量有利。对不同煤,是变质程度还是比表面积为吸附分散剂的主控因素,主要依赖于分散剂的结构与性质。对同种煤,疏水与亲水基团呈线型分立分布的分散剂,吸附量明显高;而疏水与亲水基团呈线型间隔分布的分散剂,吸附量明显小。     

煤中矿物质及其燃烧后的变化分析

以淮北煤田6煤层煤为样品，采用中子活化法、化学方法、X射线衍射及扫描电镜等方法对煤及其灰样品中的矿物质、微量元素进行了分析，在此基础上，研究了样品中主要矿物的种类及其形成时的影响因素，分析了它们在燃烧前后的主要变化。通过分析可知，样品中主要含有高岭石、石英、方解石和黄铁矿以及多种微量元素；在燃烧过程中，微量元素的含量以及矿物的种类发生了变化，并形成高温稳定的矿物种类。     

碱金属离子对Fe(phen)3/Y催化氧化性能的影响

采用自由配体法,将铁邻菲啰啉(Fe(phen)3)配合物封装在含有不同碱金属阳离子的Y型分子筛中,制备了系列Fe(phen)3/M-Y(M=Li+,Na+,K+和Cs+)催化剂.采用X射线衍射、红外光谱、紫外-可见光谱、热重-差热分析、电感耦合等离子原子发射光谱、N2吸附-脱附以及催化氧化反应考察了碱金属离子对Fe(phen)3/M-Y催化剂物化性质和催化氧化性能的影响.结果表明,交换有不同碱金属离子的Y型沸石中Fe(phen)3的封装量不同,而且Fe(phen)3在Y型沸石中的热稳定性随着碱金属离子半径的增加有所降低,其中Fe(phen)3/Li+-Y具有最高的配合物封装量和热稳定性能.在环己烷或苯乙烯氧化反应中,在较低的反应温度下,Fe(phen)3/K+-Y表现出最高的催化活性,而在较高的反应温度下,Fe(phen)3/Cs+-Y的催化活性最高,碱金属离子对Fe(phen)3/M-Y催化氧化性能的影响是电子效应、空间限制作用和扩散效应的综合结果.     

高温弱还原气氛下煤中矿物质变化的研究

利用XRD、SEM-EDX 分析了神府煤中矿物质在高温下的变化，并针对不同停留时间对矿物质变化的影响作了考察。结果表明，高温下煤中矿物质在弱还原气氛中的变化基本与CaO-SiO2-Al2O3三元相图相符，矿物质的变化主要由钙质硅铝酸盐控制。 停留时间的变化主要影响玻璃体和晶体相对含量的变化和含铁矿物质的类型。非晶态物质的含量与共熔体生成有密切关系，与共熔体体系的稳定性有关。FeS-FeO体系的性质及变化对矿物质体系有重要的影响，利用SEM-EDX对FeS和FeO的分布和变化进行了考察。     

CO和O2气氛下煤中矿物质对NO—半焦还原反应的影响

在石英固定床反应器上采用程序升温法（TPR）分别考察了CO和O2气氛下煤中矿物质对NO－半焦还原反应的影响，研究了结果表明，CO和O2对于半焦还原NO的反应有显著的促进作用；煤中矿物的催化作用与其组成相关，矿物质中的碱金属Na对于NO－半焦反应具有较强的催化作用而对于CO－NO反应的催化作用较小；矿物质中的Fe对半焦还原NO的反应催化作用微弱，但在CO气氛下，Fe对于NO－CO反应的催化作用较强可有效地促进NO的还原以及O2－半焦反应形成的CO2在矿物质和半焦的催化下也参与还原NO；矿物质的惰质组分对Fe的催化作用以及NO－半焦反应均具有一定的阻抑作用。     

纳秒强激光场中苯电离产生高价离子的研究

用25 ns脉冲Nd-YAG 532 nm的激光，在1010～1011 W•cm－2的光场强度下，利用飞行时间质谱对He、 N2、Ar载气条件下苯的激光电离过程进行了研究.发现当利用氩作为载气时，除观察到C2＋、C2H2+、C3H3+、C6H6+离子外，还观察到很强的Cq＋(q=1～3)高价离子.这些离子都有很高的平动能， C2＋的最可几平动能为12.9 eV， C3＋为37.5 eV.通过改变载气种类和压力及在不同光场强度条件下的实验，可以认为这些高价离子来源于含苯团簇的库仑爆炸过程.