煤吸附特性的研究

描述了煤吸附瓦斯气体的全过程，叙述了煤层气（瓦斯）主要吸附理论，得出了影响煤吸附能力的主要因素。     

不同温度下软煤等温吸附/解吸特性

为研究温度对煤等温吸附/解吸特性的影响,开展不同温度条件下软煤等温吸附/解吸实验,分析吸附/解吸常数随温度变化规律.根据软煤等温吸附/解吸常数与温度的拟合关系,综合考虑温度和压力影响建立吸附/解吸模型,定义准确度描述模型预测的准确性.研究结果表明:303～350 K时,温度的升高会降低煤对瓦斯的吸附量,吸附常数和解吸常...     

煤中瓦斯解吸渗透理论及实验研究

为了研究煤层中瓦斯瓦斯吸附解吸过程和瓦斯流动规律,基于国内外现有研究理论成果,设计了瓦斯吸附解吸的实验系统,该系统主要包括温度控制系统、瓦斯吸附解吸系统和数据采集与处理系统.通过自制的煤样,实验研究了在一个标准大气压和温度30℃条件下瓦斯的解吸规律.采用动态定压解吸法进行瓦斯解吸实验,研究并指出了解吸速率与煤样粒度之间关系的规律.通过对三种不同煤样的解吸的对比分析,提出了瓦斯解吸量与时间之间的关系式,建立了煤的瓦斯解吸量的数学模型.对于改进现有的抽采方法并提高抽采水平、对于煤与瓦斯的突出预测和煤矿瓦斯灾害的防治均具有理论意义和实际应用价值.     

南方土壤硫酸根吸附解吸影响因子研究

采用固相组分连续提取和单独组分分析相结合的方法,研究了有机质、活性氧化物、晶态氧化物等土壤固相组成分在南方土壤硫酸根吸附解吸中所起的作用。研究表明,活性氧化物在土壤硫酸根吸附中起主要作用,是土壤硫酸根的主要吸附体;在高浓度时晶态氧化物对硫酸根的潜在吸附能力也会表现出来;有机质在硫酸根吸附解吸中所起的作用较为复杂,一般情况下,有机质对硫酸根吸附起正作用。     

煤体基质吸附(解吸)变形规律试验研究

为了更好的掌握煤体吸附(解吸)过程中变形规律,以晋城天地王坡煤矿为例,利用实验室模拟方法,在恒压、环境温度(室温20℃)一定的条件下,研究煤岩基质吸附(解吸)变形规律。实测了不同有效应力及加压方式下煤体的变形量,分析了煤基质吸附(解吸)后的变形规律,得到了弹性阶段煤体变形值与吸附(解吸)量的变化关系,并拟合得出了两者之间的函数关系。通过分析得出以下基本规律:①吸附(解吸)量与煤样应变(解吸过程为收缩变形)随时间的增加而增大,并逐渐趋于稳定,呈现指数分布规律;②吸附(解吸)变形可大致分为三个阶段,即第一阶段吸附(解吸)速度较快,变形量也较大,曲线斜率较大;第二阶段,随解吸量的增加,两者变化幅度相当,曲线斜率接近为1.0;第三阶段,当煤体收缩变形接近原始孔隙体积时,变形量不再增加,曲线斜率接近于零。试验结果为煤矿瓦斯合理抽采及防止煤与瓦斯突出提供了一定的理论依据。     

煤岩体吸附、解吸瓦斯过程中动态变形特性的研究进展

为了深入了解煤体吸附、解吸瓦斯过程中发生变形的这一特殊力学行为的研究成果,采用查阅文献资料和综合分析的方法,对煤体的吸附、解吸变形机理,煤体吸附、解吸变形测试方法,吸附、解吸变形影响因素以及对瓦斯运移的影响等相关问题的最新进展进行了全面总结,在综合分析的基础上,紧密结合工程实际提出了在突出演化机制、突出危险性辅助预测方法和瓦斯抽放等领域的进一步研究方向,为今后有效控制瓦斯灾害和开发相应的防治技术提供了可靠的参考资料.     

南方酸沉降区土壤硫酸根吸附解吸特性及其数值拟合

通过8种典型土样的硫酸根吸附解吸实验,研究了我国南方土壤硫酸根的吸附解吸特性,并运用Freundlich、Langmuir和Temkin等温方程对试验数据进行了拟合,结果表明,Freundlich方程和Langmuir方程对土壤硫酸根吸附过程拟合较好,Temkin方程则不太适合,但上述方程对硫酸根解吸过程拟合结果均较差,土壤硫酸根的解吸不是吸附的简单逆过程,而纯矿物对硫酸根的吸附解吸过程均可用上述3个方程拟合,且相关系数均在0.9以上,南方土壤中,蒙脱石的存在对硫酸根的吸附可能起特殊的促进作用。     

煤对甲烷吸附能力的影响因素

对我国不同地区、不同时代、不同煤盆地、不同变质程度的煤的等温吸附性能进行了实验。实验结果表明:煤的吸附性能受到煤的变质程度、储层温度、储层压力以及煤中水分类型及水分含量多方面因素的影响。通过对这些影响因素的分析,力求对我国煤层气资源的选区、勘探、开发提供依据。     

改性活性炭吸附H2S和C2H2相平衡研究

开发了一种新型改性活性炭，用定容法测定了Ｈ２Ｓ和Ｃ２Ｈ２在活性炭上吸附的平衡数据。由此得到的吸附等温方程符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型。该模型与实验数据吻合，平均相对误差为１．１％￣３．１％。     

页岩气开发中吸附 解吸过程的影响及 CO2 驱替页岩气的模拟研究

通过数值建模研究瞬时吸附模型与时间依赖模型对页岩气产量的影响,详细的分析了2种吸附-解吸模式的理论模型.通过ECIPSE进行了多重网格的建模,分别采用瞬时吸附、0.1、1、10、100d几种情况进行了研究,结果表明随着吸附-解吸时间的增加页岩气产量降低.针对近年提出的通过注CO2提高页岩气产量的问题,进行了模拟研究显示CO2注入到储层中后吸附到基质中被稳定的封存在页岩气储层中并且提高了页岩气的日产气量,从理论上验证了该增产方式的可行性.     

超细重质碳酸钙表面改性的研究

在研究超细重质碳酸钙(GCC)表面改性机理的基础上,通过大量实验找到了一种理想的表面改性剂,并确定了其最佳用量。     

两亲性分子在聚丙烯表面的包埋及亲水改性

以两亲性的硬脂醇聚氧化乙烯基醚(AEO)为改性剂,采用表面包埋改性的方法对聚丙烯(PP)表面进行亲水改性。通过接触角、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析方法,研究了表面溶胀、退溶胀、改性剂结构等因素对表面改性效果的影响。结果表明:经二甲苯(二甲苯在混合溶剂中的质量分数为80%)与环己酮混合溶剂溶胀处理,溶胀层位于PP表面的无定形区。以AEO-8为改性剂,采用真空干燥的退溶胀方式,改性表面的接触角低至20.6°。相分离及水取向作用能够促进改性剂的聚环氧乙烷(PEO)亲水段向包埋表面外层迁移,并赋予表面亲水性。     

白炭黑的表面改性和性能研究

为提高白炭黑对有机高分子的亲和性,利用偶联剂同时拥有亲油基和亲水基的结构特性,对白炭黑颗粒表面进行改性.考察了改性时间、温度、pH和偶联剂与白炭黑的质量比对白炭黑表面改性情况的影响.通过红外光谱、热失重、氮气吸脱附、接触角、活化度及沉降体积测试等手段对改性前后白炭黑结构及改性效果进行表征.结果表明,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)的改性效果明显优于γ-巯丙基乙氧基双(丙烷基-六乙氧基-硅氧烷)(Si747)和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69).以无水乙醇为改性剂,当KH570与白炭黑的质量比为14%、改性温度为50℃、pH为7、改性反应6 h时,活化度达到最大.改性后偶联剂接枝在白炭黑表面,亲水性降低、分散性提高,表面浸润性得到明显改善,拓宽了白炭黑在工业中的应用范围.     

射频等离子对聚四氟乙烯表面改性研究

以氢气做为气源,利用射频电感耦合的方式产生等离子体,对聚四氟乙烯膜表面进行处理。处理后材料的接触角下降显著,表面能增加,润湿性得到很大提高。实验结果显示了在不同处理时间、不同功率、不同压强条件下对处理结果的影响。     

聚乙烯醇改性无纺布制备及性能研究

采用表面涂覆法,将聚乙烯醇(PVA)和戊二醛(GA)交联反应形成的薄膜固定在聚丙烯无纺布的表面,进行表面亲水改性.运用FTIR-ATR和SEM技术对改性前后无纺布表面的结构及微观形貌进行了分析,探讨了PVA/GA质量分数对薄膜固定度和表面亲水性的影响,并测试了改性无纺布的力学性能.结果表明:PVA改性将极性基团—OH和—C—O—C—引入到无纺布表面,改善了表面的亲水性能,水静态接触角从改性前的86°±1°降至改性后的43°±3°;增加PVA质量分数,改性表面亲水性增加.PVA改性增强了无纺布的力学性能,拉伸强度和撕裂强度分别提高了25.0%和21.6%.     

岩石表面粗糙度的三维定量分析方法

为探究一种三维定量描述岩石表面粗糙程度的方法,通过非接触式超景深三维显微设备获取岩石表面三维彩色等高图,提取并计算三维彩色等高图上各像素点的坐标信息,提出"表面轮廓体积均方根"Vp描述岩石表面粗糙程度。研究结果表明:Vp值与标准轮廓曲线的JRC值、节理剖面系数Rp值均存在指数函数正相关,Vp值越大,粗糙度越大;Vp用于对比粗糙度差异性更直观,克服了粗糙度各向异性及不同方向上存在随机性的理论缺陷,设备及像素点统计方法具有较好的经济性、高效性。     

纳米氧化镁制备和表面改性研究

以MgCl2.6H2O和NH3.H2O为原料,乙醇和吐温80为分散剂,采用均匀沉淀法制备氢氧化镁,经水洗、醇洗、干燥、煅烧得到纳米氧化镁粉体。实验确定制备纳米氧化镁的工艺条件为:反应配比MgCl2.6H2O∶NH3.H2O(摩尔比)为1∶2,反应温度45℃,反应时间40 min,陈化时间2 h,氢氧化镁在900℃下煅烧3 h。以亲油化度为考察指标,通过单因子实验和正交实验,确定了纳米氧化镁表面改性的最佳工艺条件为:硬脂酸0.02 g,改性温度80℃,改性时间2 h.在优化条件下,改性后的纳米氧化镁的亲油化度达到27.7%.用透射电镜(TEM)对改性前后的纳米氧化镁粉体进行了表征,TEM表明所制备的样品为纳米级,改性前后氧化镁粒子尺寸基本没有变化,但改性后的纳米氧化镁分散性明显变好.     

膨润土的改性实验及表征

为提高膨润土对低浓度瓦斯的吸附性能,用质量分数3%的硫酸溶液和正二十四烷通过化学浸渍法对膨润土原土进行改性实验。对硫酸改性膨润土、正二十四烷改性膨润土、膨润土原土进行N2的吸附、比表面积、孔容和孔径测试。通过改性前后数据对比可知,改性后膨润土的吸附量、比表面积、孔容相应的增大,且硫酸改性膨润土的性能优于正二十四烷改性膨润土。改性后膨润土对CH4的最大吸附量为5.36 mmol/g,比改性前增加了3.72 mmol/g,增量明显。     

纳米氧化锌粉的表面改性研究

以Zn(NO3)2·6H2O和CO(NH2)2为原料,采用均相沉淀法制备纳米氧化锌粉.用扫描电镜对产物粒度大小、形貌进行观察,并对其影响因素进行了探讨.结果表明,在反应温度为120℃,反应时间为2.5h时,所制的纳米氧化锌的产率最大.用不同的表面改性剂对纳米ZnO进行表面改性,粉体不再发生团聚.图6,表7,参5.     

纳米氢氧化铝的表面改性研究

介绍了纳米氢氧化铝的表面改性过程及多种因素的影响。应用表面改性剂进行了氢氧化铝表面改性研究,采用了比表面积测定、红外光谱分析等测试方法对改性效果进行评价,确定了最佳改性条件。检测了改性的氢氧化铝粉体。研究结果表明,氢氧化铝颗粒比表面积增大、吸油值降低、存在化学和物理吸附.