分散剂对水焦浆成浆性影响的量子化学研究

为高效利用半焦资源,选择适宜的水焦浆分散剂以提高兰炭制备水焦浆的性能,本研究以陕北半焦及四种不同分散剂(腐植酸钠SH、木质素磺酸钠SLS、十二烷基磺酸钠SDS和一种自制衣康酸型分散剂IPMS)为研究对象,探讨了不同添加剂对水焦浆成浆特性的影响。利用Material Studio(MS)软件计算了分散剂的结构参数及半焦与分散剂间的相互作用能,从量子化学角度对分散剂的作用进行探讨,并与制浆实验结果进行比较。结果表明,加入分散剂可有效降低液体表面张力,增大半焦颗粒表面电负性,从而增强颗粒间静电排斥作用使得浆体更加稳定。相同制备条件下,分散剂IPMS制备水焦浆时效果较优,在剪切速率为100 s~(-1)时,其表观黏度为625 mP·s,7 d析水率仅为2.38%且无硬沉淀。通过计算机模拟得出吸附过程中分散剂的氧原子向半焦的羟基一侧靠近,产生电荷转移,四种分散剂活性大小顺序为IMPS SH SLS SDS,IMPS与半焦相互作用的吸附作用较强与实验结果一致。证明了采用量子化学计算结合实验数据可以对水焦浆分散剂的性能进行评价,为浆体燃料制备技术及新型药剂的设计开发提供了理论基础。     

污泥干燥预处理后与神府煤共成浆性的研究

以萘系阴离子表面活性剂为分散剂,考查了污泥干燥条件和粒径对神府煤成浆性的影响。结果表明,将污泥干燥后再制浆,明显提高了污泥煤浆的成浆浓度;升高干燥温度,有利于提高污泥煤浆的成浆浓度。干燥温度对污泥的可磨性影响较大。干燥温度越高,干燥污泥可磨性越好,球磨的污泥平均粒径越小,制得的污泥煤浆表观黏度越低;温度高于105℃,污泥的可磨性无明显差别,污泥煤浆的表观黏度亦无明显变化。污泥粒径越小,颗粒越细,一定程度上提高了煤粉的堆积效率,使污泥煤浆的表观黏度降低。     

褐煤与石油焦共成浆性研究

考察了褐煤的单独成浆性及其加入不同比例石油焦的共成浆性.结果表明,由于其较强的亲水性和发达的孔隙结构,在1 000 mPa·s时,褐煤的成浆浓度只能达到41%;在褐煤巾加入不同比例石油焦,褐煤的成浆浓度明显得到改善,加入石油焦的比例越多,浆体的浓度越高,当石油焦与褐煤的比为3:2时,可得到60%的固体浓度,且稳定性良好,呈假塑性流体的水煤焦浆.褐煤的亲水性较强,石油焦的疏水性较强,两者的互补性是获得高浓度水煤焦浆的根本原因.     

660MW燃煤机组锅炉飞灰颗粒物排放特征研究

应用自动烟尘测试仪在沙角C电厂1#炉静电除尘器前进行飞灰颗粒物采集,分析了煤种、负荷对飞灰细颗粒排放特性的影响,同时对飞灰颗粒粒径分布、化学成分、矿物含量和形貌特征等进行了研究。结果表明,机组负荷越高,飞灰颗粒越细,生成的PM1和PM2.5越多,但总的烟尘排放浓度随负荷升高而降低;随着伊泰煤的掺烧比例增大,飞灰颗粒粒径分布向细颗粒区域移动,PM1和PM2.5的含量增大。低负荷时易形成含有熔融小球体的煤胞结构,高负荷时易形成多孔煤胞。高低负荷和不同配煤的燃煤颗粒物矿物成分类似。     

T形微反应器共沉淀法制备Mg-Al层状双金属氢氧化物及其粒径可控性

采用T形微反应器通过共沉淀法制备了Mg-Al层状双金属氢氧化物(LDHs)纳米颗粒, 考察了流速、混合盐溶液浓度和温度等对产物粒径及其分布的影响. 实验结果表明, 所制备的LDHs样品的形貌和晶体结构与传统共沉淀法结果一致, 但本方法制备的样品粒径小、分布窄. 随着流速增大, 温度升高, 所合成的LDHs样品平均粒径减小, 分布变窄; 而随着混合盐溶液浓度的增大, 所得LDHs样品粒径增大, 分布变宽.     

聚合物分散剂对氟虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响

通过测定药物颗粒界面Zeta电位和平均粒径,研究了聚合物分散剂苯乙烯磺酸聚合物钠盐(GY-D08)用量、pH和盐离子对氟虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响,研究结果表明,分散剂GY-D08的加入量与水悬浮剂分散效果密切相关,制备质量分数为5%氟虫脲水悬浮剂的GY-D08最佳用量为2%,GY-D08用量过多或过少都会使分散效果下降;pH影响分散剂GY-D08在水中的电离能力,当pH=9时,GY-D08分子完全电离,能为颗粒提供较大的静电位阻,水悬浮剂分散稳定性最好;Mg2+或Ca2+压缩颗粒界面的双电层,降低Zeta电位,使颗粒因带电量减少而聚结,导致水悬浮剂分散稳定性变差,且Mg2+或Ca2+浓度愈大,其分散稳定性愈差;当离子浓度相同时,Ca2+压缩双电层的能力比Mg2+强,添加Ca2+后的水悬浮剂的分散稳定性更差.     

煤沥青水浆的制备及影响规律的研究

以中温煤沥青为原料,经冷冻粉碎后制得具有一定粒径级配的煤沥青粉,加入适量分散剂和水在高速搅拌下制备煤沥青水浆.结果表明,JL-C01中裂乳化剂是制备煤沥青水浆的优良分散剂,在此基础上进一步考察了分散剂用量及浆体浓度对煤沥青成浆性、煤沥青水浆流变性及稳定性的影响.结果表明,最大成浆浓度为70％;在分散剂用量相同的条件下,...     

褐煤水热提质改善水煤浆的成浆性、流变性和稳定性的实验研究

采用水热法对小龙潭褐煤进行提质处理,从煤质特性、含氧基团、表面亲水性和粒度分布等因素,探究了水热提质对褐煤水煤浆成浆浓度、流变特性以及稳定性的影响。结果表明,水热提质脱除了褐煤中的水分,氧含量降低,煤阶升高。水热提质脱除了褐煤中含氧基团,煤水表面接触角增大,褐煤表面亲水性得到改善。小龙潭褐煤颗粒粒度呈现双峰分布,水热提质后褐煤颗粒粒径减小且趋于规则。水热提质改善了水煤浆的成浆性能,成浆浓度由提质前的44.09%,最高可提升到61.94%。在相近的表观黏度下,水热提质后水煤浆的稠度系数K减小,流变指数n增大,水热提质在降低浆体黏度的同时,仍保持假塑性流体特征。水热提质降低水煤浆的析水率,延缓了浆体出现硬沉淀的时间,改善浆体的稳定性。水热提质从理化特性对褐煤进行深度改性,从而获得高浓度,假塑性以及稳定性良好的符合工业应用的水煤浆。     

Pickering多重乳状液的一步法合成及形成机理研究

使用锂皂石层状纳米颗粒与表面活性剂(Span80)复配制备乳状液的过程中, 在乳化之前对锂皂石颗粒水分散体系进行稀释, 则可以通过一步法制备出性能稳定的W/O/W型Pickering多重乳状液. 研究了Span80浓度、锂皂石浓度以及稀释用水的量对生成乳状液的类型及稳定性的影响规律, 对一步法合成Pickering多重乳状液的成因及机理进行了探讨和分析. 实验结果表明, 对锂皂石颗粒水分散体系的稀释是一步法合成稳定Pickering多重乳状液的关键因素, 稀释用水的量决定了多重乳状液中的内水相体积. 随着Span80浓度的增加, 多重乳状液的粒径减小, 稳定性迅速增加. 锂皂石颗粒的浓度能够影响乳状液的类型, 但对乳状液的稳定性以及乳状液的粒径影响不大. 锂皂石颗粒在水分散体系中缓慢的扩散速率是一步法合成Pickering多重乳状液的主要原因.     

苯乙烯-马来酸酐共聚物对20%除虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响

以过氧化苯甲酰为引发剂,采用溶液共聚法在不同温度下合成了一系列苯乙烯-马来酸酐共聚物,经磺化制得不同相对分子质量的聚苯乙烯-马来酸酐磺酸钠(SSMA)。 通过测定平均粒径、Zeta电势、黏度等考察了SSMA对20%除虫脲悬浮剂分散稳定性的影响。 结果表明,最佳分散剂为75 ℃聚合得到的SSMA,其质量分数为3%时,水悬浮剂的分散稳定性最好;当pH=9时SSMA分子完全电离,能为颗粒提供较大的空间势垒,水悬浮剂分散稳定性最好;Na+或Ca2+压缩颗粒界面的双电层,降低Zeta电势的绝对值,使颗粒因带电量减少而聚结,导致水悬浮剂分散稳定性变差;当离子浓度相同时,Ca2+的聚沉能力强于Na+,添加Ca2+后的水悬浮剂的分散稳定性更差。     

Silica particle-stabilized emulsions of silicone oil and water: aspects of emulsification

A study of the emulsification of silicone oil and water in the presence of partially hydrophobic, monodisperse silica nanoparticles is described. Emulsification involves the fragmentation of bulk liquids and the resulting large drops and the coalescence of some of those drops. The influence of particle concentration, oil/water ratio, and emulsification time on the relative extents of fragmentation and coalescence during the formation of emulsions, prepared using either batch or continuous methods, has been investigated. For batch emulsions, the average drop diameter decreases with increasing particle concentration as the extent of limited coalescence is reduced. Increasing the oil volume fraction in the emulsion at fixed aqueous particle concentration results in an increase in the average drop diameter together with a dramatic lowering of the uniformity of the drop size distribution as coalescence becomes increasingly significant until catastrophic phase inversion occurs. For low oil volume fractions (phi(o)), fragmentation dominates during emulsification since the mean drop size decreases with emulsification time. For higher phi(o) close to conditions of phase inversion, coalescence becomes more prevalent and the drop size increases with time with stable multiple emulsions forming as a result.     

生物质与石油焦共气化特性的研究

在内径为50mm,高约950mm的固定床反应器上对生物质与石油焦共气化特性进行了研究。研究了气化模式、石油焦添加比例、添加方式、粒径大小及气化温度对气化效果及焦油量的影响。结果表明,石油焦可以起到催化裂解生物质焦油的作用。随着氧气的体积分数从2%增加到15%时,气体的热值从5.35MJ/m³降低到2.98MJ/m³。在气化温度为700℃时,四种氧气含量下生物质单独气化时焦油产率平均值为6.4%,气体热值为4.31MJ/m³;生物质和石油焦混合气化时焦油产率平均值为2.9%,气体热值为5.19MJ/m³。石油焦的最佳添加比例为1∶1。生物质和石油焦不混掺焦油的产率最大,混掺其次,石油焦提前加入效果最好。随着添加石油焦粒径的增大,石油焦对生物质气化焦油的裂解率逐渐降低。在两种气化模式下,随着气化温度的升高,焦油的产率均逐渐降低。     

Oil-in-water emulsions stabilized by hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose: adsorption and thickening effect

The preparation and stability of oil-in-water emulsions stabilized by hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose (HMHEC) were investigated. The rheological measurements of aqueous HMHEC were studied. It was found that HMHEC showed much better thickening ability than the parent (HEC) from which it was derived, which is caused by the association of the hydrophobic alkyl chains, which are absent in HEC. The oscillatory experimental results of the emulsions showed that at higher concentrations, HMHEC could form an elastic gel, which has good thixotropic properties. The stability and droplet size distribution were investigated by visual observation, photomicrograph and a laser-scattering particle size distribution analyzer. The adsorption of HMHEC at the oil-water interface and the surface of emulsion droplets due to the penetration of the alkyl chains in HMHEC into the oil phase were confirmed by visual observation, the interfacial tension method and an in situ environmental scanning electron microscope (ESEM). The stability of emulsions prepared using HMHEC is based on both an associative thickening mechanism caused by alkyl chains in HMHEC and the adsorption of HMHEC at the oil-water interface, which can form a solid film preventing coalescence of the droplets.     

高硫石油焦制备高储气性能天然气吸附剂

以高硫石油焦为原料，KOH为活化剂，十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为表面活性剂制备天然气吸附剂，分析了高硫焦基吸附剂的孔结构和孔分布特征，讨论了高硫焦制备吸附剂的活化机理。结果表明，预活化中加入表面活性剂SDBS可提高KOH与原料的混合均匀度，对活化效果有利。最优活化条件下制备的吸附剂样品GSR3和GSR4的微孔容积分别达到1.0985cm3·g－1 和1.3193cm3·g－1，孔径分布集中在0.9nm~1.5nm；在25℃、充放气压力3.5MPa和0.1MPa下，GSR3、GSR4对甲烷的质量吸附量分别达到0.139和0.145，有效体积脱附量达到111和115。粉体高硫焦基吸附剂的性能非常接近于低硫焦基吸附剂。     

超声波强化水煤浆制备方法的研究

本文研究用超声波技术强化高浓度水煤浆的制备方法，选择适当的处理条件和设备，经超声波处理的水煤浆，煤粉级配明显向细的方向转化，不仅表观粘度大幅度降低，而且浆体静态稳定性和流变特性也得以显著改善。     

Deposition of gold nanoparticles onto thiol-functionalized multiwalled carbon nanotubes

Gold nanoparticles were deposited on the surface of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) functionalized with aliphatic bifunctional thiols (1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,8-octanedithiol, and 2-aminoethanethiol) through a direct solvent-free procedure. Small gold particles, with a narrow particle size distribution around 1.7 nm, were obtained on 1,6-hexanedithiol-functionalized MWNTs. For MWNTs functionalized with the aminothiol, the average Au particle size was larger, 5.5 nm, apparently due to a coalescence phenomenon. Gatan image filter (GIF) observations show that sulfur is at the nanotube surface with a non-homogeneous distribution. A higher sulfur concentration was observed around the gold nanoparticles' location.     

中国不同变质程度煤制备水煤浆的性质研究

在相同的制浆条件下，以中国煤种资源数据库为依据，考察了24种不同地区、不同变质程度煤制备成水煤浆的成浆性、流变性及静态稳定性。结果表明,山西阳泉、山东淄博石谷、河北下花园等煤种适宜制浆，这些煤的浆体质量分数均可达到66%以上，浆体呈假塑性流体，且煤浆产生软沉淀的静态稳定性均在15 d以上；山西潞安石圪节、安徽淮南、淮北石台等煤成浆性较好，稳定性在7 d左右，浆体呈胀塑性流体；山东枣庄八一、甘肃靖远红会、河南鹤壁等煤可达到较高的煤浆质量分数，浆体流变性及稳定性均较差，其他的煤则不适宜用于制备水煤浆。     

石油焦高温气化反应性

常压，1 200 ℃～1 500 ℃，在自制管式反应器中，以二氧化碳为气化介质，研究了石油焦以及石油焦与后布连煤焦掺混后形成的混合焦的气化反应性，借助于XRD分析了高温处理后石油焦与煤焦在碳结构有序化方面的区别。研究结果表明，当碳转化率高于0.7，气化超过1 300 ℃，石油焦的反应速率出现急骤下降，气化温度越高，相应石油焦速率下降越快。混合焦气化反应性既不同于纯石油焦也不同于纯煤焦。随石油焦掺入比变化而改变的拐点主要源于石油焦与煤焦的反应性之间差异。较高转化率下出现的拐点，主要源于石油焦本身随气化温度提高导致气化速率下降。XRD测定显示，高温处理后石油焦中碳有序化程度要明显高于煤焦。高气化温度下石油焦碳结构发生明显有序化是导致其反应活性急剧下降的重要原因。     

Nd-Fe-B磁体烧结过程晶粒长大行为的研究

定量描述了Nd-Fe-B磁体烧结过程晶粒长大行为，分析了烧结温度、烧结时间、合金粉末粒度及其分布对烧结过程晶粒长大的影响，讨论了烧结过程晶粒长大机制。在Nd-Fe-B磁体烧结过程开始之后的0—1h时间区段，晶粒长大迅速；随着烧结时间的延长，晶粒长大速度减小。合金粉末平均粒度增大，或者合金粉末粒度分布范围增宽，显著促进Nd-Fe-B磁体烧结过程中晶粒的长大。在Nd-Fe-B磁体的烧结过程中，存在两类晶粒长大机制，即Nd2Fe14B颗粒的溶解与析出、Nd2Fe14B颗粒的并合与长大。Nd2Fe14B颗粒的并合与长大不仅使磁体的平均晶粒尺寸增大，也使晶粒尺寸分布范围增宽，是烧结Nd-Fe-B磁体显微组织中出现异常大晶粒的根本原因。