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。     

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。     

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。     

木质素系和萘系分散剂在煤水界面的吸附性能

研究了两种木质素类分散剂SL(木质素磺酸钠)和MSSL(改性磺化碱木质素钠盐)和一种萘系分散剂(FDN)在大同煤表面的吸附量和动力学, 结果表明, SL和MSSL在煤表面的吸附量远比FDN的大, 但是拟合所得的Langmuir平衡常数K和吸附速率常数ka都比FDN的小, 这表明SL和MSSL在煤表面的吸附能力比FDN略差, 吸附速率较慢. 采用IR和XPS研究了煤表面分散剂吸附层的结果表明, 吸附了SL和MSSL的煤表面具有明显的“红移”现象, 并且SL和MSSL在煤表面的吸附层厚度分别为7.22和4.61 nm, 而FDN的吸附层厚度较小, 为2.11 nm. 分析认为, SL和MSSL在煤表面的吸附以氢键力为主, 吸附量较大, 吸附层较厚, 在煤表面呈多点式吸附; FDN主要以π电子极化吸附在煤表面呈卧式吸附, 吸附强度较大, 吸附层较薄.     

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。     

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。     

分子筛对葡萄糖淀粉酶的吸附性能研究

测定了黑曲霉葡萄糖淀粉酶(E.C.3.2.1.3)在三种改性的、具有中孔和大孔的分子筛上的吸附等温线并将吸附量和吸附等温线的形状与分子筛的等电点、孔容、孔径及酸性相关联。讨论了孔结构和不同酶吸附量对分子筛固定化葡萄糖淀粉酶活力的影响。发现葡萄糖淀粉酶在再造孔分子筛上的单层饱和吸附量与再造孔的方法密切有关,三种不同再造孔方法制得的分子筛具有不同的骨架Si/Al比、不同的孔分布和比表面积。不同的Si/Al比导致不同的酸性质和等电点。酶吸附量与载体的表面酸性、等电点以及吸附时溶液的pH有关。分子筛对酶的吸附以静电作用为主。其次,当中孔孔径和孔容越大时,单层饱和吸附量亦越大。随着分子筛对葡萄糖淀粉酶的吸附量增加,固定化酶的活力增大,但固定化酶的比活力随吸附量的增加、中孔孔容和孔径的减小而下降。     

水煤浆制备过程中浆体抗搅拌性能的研究

选用两种不同类型的分散剂，考察了１１种不同变质程度煤在高浓度煤浆制备过程中的浆体抗搅拌性能。发现高浓度煤浆制备对应的最佳搅拌强度不仅与分散剂的种类有关，而且取决于煤的变质程度。浆体抗搅拌性能随制浆用煤的变质程度的提高而增强，从而使较高变质程度煤的高浓度煤浆制备需在较高的搅拌强度下进行，才能最大限度地提高煤的成浆性。相关分析表明，煤表面分布的羧基、酚羟基等亲水性基团对浆体抗搅拌性会产生重要影响，煤表面此类基团的含量较高或吸水性较强时可使高浓度煤浆制备的最佳搅拌强度大幅度降低。     

水煤浆分散体系中阴离子型分散剂的吸附特性和降粘效应

研究了一种阴离子型分散剂在煤表面的吸附特性和其产生的降粘效应，以及它们与煤表面结构性质间的关系。结果表明，阴离子型分散剂的吸附性能和降粘效应受煤表面含氧官能团尤其是羧基官能团的显著制约。低温热处理（２００￣３３０℃）使年轻煤表面硫水化作用显著增强，从而显著地提高了分散剂在煤表面的吸附性能及其对水煤浆产生的降粘效应，因此，年轻煤的成浆性得到大幅度改善。     

煤孔结构特性对水煤浆性质的影响分析

通过三种不同的方法(CO2吸附法、N2吸附法和压汞法)测试了不同变质程度煤的孔结构性质，分析了煤的孔结构特性与水煤浆性质之间的关系。结果表明，煤的孔结构特性对水煤浆性质的影响较为复杂，主要是煤的大孔结构对煤浆成浆性的影响。在相近的孔体积和孔径分布下，煤的成浆性差别较大。孔结构特性本身作为一个独立的因素不能完全体现出对水煤浆性质的影响程度，与煤的表面性质如含氧官能团性质、煤表面的疏水性以及煤的吸水性等密切相关，共同影响着水煤浆的性质。     

分子动力学模拟在分散剂/表面活性剂在煤颗粒表面吸附机理方面的研究进展

本研究从力场、几何优化、牛顿运动方程、周期性边界条件、系宗、控温控压方法、步长步数等方面简述了分子动力学模拟的基本原理。目前,煤大分子的构建方法有三种：经典模型、自主构建模型和含氧官能团修饰的石墨烯层模型。分子动力学模拟中,吸附构型的图像信息可以直接观察分散剂/表面活性剂在煤颗粒表面的吸附情况及吸附历程,而密度分布曲线、均方根位移、吸附能等定量结果可以揭示分散剂/表面活性剂的吸附机理。分子动力学模拟与实验方法相结合可以从微观和宏观两个角度揭示分散剂/表面活性剂在煤颗粒表面吸附模式,将为分散剂和浮选剂的开发和应用提供重要的理论支撑。     

苯乙烯丙烯酸共聚物分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附性能

利用残余质量浓度法、ζ电位测定、红外光谱和XPS法系统地研究了苯乙烯丙烯酸共聚物(MOTAS)分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附量、吸附状态、ζ电位、吸附作用力和吸附层厚度等性能. 实验结果表明, MOTAS分散剂在氟铃脲界面的吸附符合Langmuir吸附等温式, 其饱和吸附量和吸附平衡常数k、ζ电位和吸附层厚度均随MOTAS分散剂相对分子量增加而增大, MOTAS分散剂在氟铃脲界面呈多点吸附, 氢键是分散剂分子与氟铃脲界面结合的重要作用力. 分析实验结果发现, MOTAS分散剂在氟铃脲颗粒界面吸附后具有静电排斥和空间位阻双重作用.     

聚合物分散剂中锚定基团含量对颜料紫23分散性能影响

聚合物分散剂主要通过锚定基团吸附在颜料表面而起到稳定作用,锚定基团含量会影响到分散剂的吸附效果,进一步影响到颜料的稳定。本文采用溶液聚合法以苯乙烯和端羟基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(HO-PEG-MA)为原料,通过改变两者的加入比例来制备不同含量苯基为锚定基团的聚合物分散剂,用于有机颜料紫23的分散稳定,并对研磨后色浆的粒径、吸附量、储存稳定性等进行了测试。结果表明,苯乙烯和端羟基聚乙二醇甲基丙烯酸酯加入的摩尔比为3:1时,稳定效果最好,研磨后粒径可达到为191.3 nm,且储存稳定效果好。     

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。     

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     

不同分子质量木质素磺酸钠对煤粉的分散作用研究

应用超滤分级方法,将木质素磺酸钠分成不同分子量范围的级分。傅立叶红外光谱（FTIR）分析结果表明,分子量为5 000～10 000的木质素磺酸钠分子中亲水基团如羟基、酚羟基、磺酸根质量分数最大,随着分子量的增加,亲水基团质量分数降低。实验结果发现分子量为10 000～50 000的木质素磺酸钠级分在煤粒表面的吸附等温线近似为L型,吸附量较大,并且使煤粒的表面动电电位（ζ电位）达到-52 mV,在各个级分中对盘江煤具有最好的分散降黏作用。进一步得出结论,分散剂的分散降黏作用与其在煤粒表面的吸附量和ζ电位的高低密切相关。     

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。     

超声辐照前后水煤浆浆体的动电势变化研究

选用大同煤和神木煤制备水煤浆，考察了超声辐照前后水煤浆浆体的动电势变化。实验结果表明，煤浆经超声辐照后添加剂在煤粒表面的饱和吸附量增加，相应煤浆浆体的动电势也随之增加，而添加剂在煤粒表面饱和吸附量的增加与超声辐照引起的煤粒比表面积的增加密度相关。动电势增加的另一原因与辐照后煤浆的电导率增加有关。超声辐照导致煤浆浆体静态稳定性大幅度提高的部分原因是由于动电势的增加。     

水溶性聚合物和两亲聚合物——10.两亲聚合物PAMC_(16)S的自组装有序膜

用自组装技术在金(纯金和经阳极氧化的金)表面上获得了新型两亲聚合物PAMC_(16)S的有序膜。用接触角测试,XPS谱和电化学分析等方法对自组装膜进行了表征。根据膜表面的润湿性,金表面的自组装膜是疏水的,亲水的磺酸基团连于金表面,而疏水的碳氢链从表面伸展出。XPS实验结果支持金表面上单层膜的疏水结构。聚合物单层膜复盖的金电极起到含有针孔缺陷的阻膈型电极的作用。单层膜在法拉第反应中显示很强的吸附稳定性,说明聚合物LB膜在潜在应用中有其特有的特点。     

超高交联树脂对壬基酚聚氧乙烯醚的吸附机理(英文)

研究了壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO-10)在3种具有不同比表面积和孔径大小的超高交联树脂上的吸附行为与机理.3种超高交联树脂对壬基酚聚氧乙烯醚的吸附量受它们的比表面积和孔径大小以及溶液温度的影响.壬基酚聚氧乙烯醚在3种超高交联树脂上的吸附等温线可以用Langmuir和双Langmuir模型很好地拟合,而用Freundlich模型拟合则效果不好,但这些拟合曲线都具有相似的形状.热力学分析表明吸附过程主要表现为吸附质分子的疏水部分和吸附剂表面的作用以及吸附质分子在其表面形成胶束状的聚集体,即分散的、单层及双层聚集体的混合分布.吸附动力学曲线中的两个平台也证明了吸附过程存在单层和双层聚集体.脱附研究为实现超高交联树脂吸附分离水溶液中的壬基酚聚氧乙烯醚提供了合适的操作条件.