褐煤潤濕性調控

第1章緒論1
1.1褐煤資源的特點1
1.2褐煤脫水提質2
1.2.1水分對褐煤加工處理的影響2
1.2.2褐煤干燥提質技術2
1.2.3褐煤干燥后水分復吸性4
1.3褐煤中水分的賦存形態(tài)5
1.4熱處理對褐煤表面的疏水強化7
1.4.1褐煤中含氧官能團的脫除和化學結構改變7
1.4.2煤物理結構的變化8
1.4.3褐煤熱處理產生的污染物及環(huán)境問題9
1.5表面活性劑對改變褐煤表面潤濕性的作用10
1.5.1表面活性劑改變固體表面潤濕性的機制10
1.5.2表面活性劑在固體基質上的吸附機理及影響因素11
1.5.3表面活性劑對煤表面潤濕性的影響14
1.5.4表面活性劑對煤表面潤濕性研究存在的問題16
1.6褐煤潤濕性調控的研究意義17
參考文獻18

第2章褐煤水分復吸特性和水分子的吸附機理22
2.1褐煤潤濕性測定方法評述22
2.2褐煤水分復吸特性26
2.2.1褐煤水分復吸率26
2.2.2褐煤水分復吸動力學27
2.2.3褐煤中存在水分對潤濕熱的影響29
2.2.4褐煤中有機質和礦物質的潤濕性31
2.2.5含氧官能團對煤潤濕熱的影響33
2.2.6褐煤與不同潤濕劑的潤濕熱34
2.3褐煤表面含氧官能團對水分子的吸附機理36
2.3.1褐煤模型和模擬方法36
2.3.2水分子在褐煤含氧官能團上的幾何吸附構型37
2.3.3Mulliken電荷布局分析39
2.3.4吸附能40
2.3.5吸附位能曲線分析41
2.4本章小結43
參考文獻44

第3章低溫熱解和水熱處理對褐煤潤濕性的影響46
3.1實驗方法47
3.2熱解過程煤中含氧官能團的熱解行為和機理47
3.3低溫熱解對褐煤含氧官能團脫除及潤濕性的影響49
3.3.1熱解溫度對褐煤含氧官能團脫除的影響49
3.3.2低溫熱解后煤的水分復吸率變化51
3.3.3低溫熱解煤平衡吸水率與含氧官能團含量的關系54
3.4過氧化氫對熱解煤的氧化55
3.4.1氧化對熱解煤中含氧官能團含量影響55
3.4.2氧化后煤中總含氧基團含量變化對水分復吸率影響59
3.4.3含氧官能團含量與Zeta電位的關系62
3.5水熱處理對褐煤含氧官能團脫除及潤濕性的影響64
3.5.1水熱處理溫度對含氧官能團脫除效果的影響64
3.5.2水熱處理脫除含氧官能團后煤樣潤濕性的變化65
3.5.3水熱處理后煤的平衡吸水率與含氧官能團含量關系67
3.5.4恒溫時間對水熱處理煤含氧官能團脫除效果的影響68
3.5.5水熱處理恒溫時間對煤吸水率的影響69
3.6褐煤低溫熱解與水熱處理對比71
3.6.1低溫熱解與水熱處理對褐煤含氧官能團脫除的差異性71
3.6.2低溫熱解與水熱處理對褐煤潤濕熱影響的差異性76
3.7本章小結77
參考文獻79

第4章表面活性劑在褐煤表面的吸附特性及對潤濕性的影響82
4.1表面活性劑在褐煤表面的吸附實驗83
4.1.1實驗煤樣和表面活性劑83
4.1.2表面活性劑在褐煤上吸附量的測定84
4.2表面活性劑在褐煤表面的吸附行為和機理87
4.2.1煤液比對吸附量的影響87
4.2.2表面活性劑溶液初始濃度對吸附量的影響90
4.2.3溫度對吸附量的影響93
4.2.4吸附時間對吸附量的影響94
4.2.5表面活性劑在褐煤表面的吸附機理95
4.3不同類型表面活性劑吸附對褐煤潤濕性的影響96
4.3.1吸附CTAB對褐煤接觸角的影響96
4.3.2潤濕熱97
4.3.3水分復吸率98
4.4Gemini表面活性劑吸附對褐煤潤濕性的影響100
4.4.1Gemini表面活性劑在褐煤表面的吸附行為和機制100
4.4.2褐煤吸附Gemini表面活性劑后潤濕性變化106
4.5煤中含氧官能團含量對表面活性劑吸附及潤濕性的影響107
4.5.1含氧官能團含量對Gemini表面活性劑吸附量的影響109
4.5.2不同含氧官能團含量煤吸附Gemini表面活性劑后潤濕性變化110
4.6陽離子表面活性劑疏水鏈長度對褐煤潤濕性的影響112
4.6.1不同疏水鏈長季銨鹽類表面活性劑吸附對褐煤潤濕性的影響112
4.6.2XPS分析116
4.7陽離子表面活性劑分子單/雙鏈結構對褐煤潤濕性的影響120
4.8非離子型表面活性劑對褐煤潤濕性的影響123
4.8.1十二烷基聚氧乙烯醚在褐煤上的吸附特性123
4.8.2非離子型表面活性劑HLB值對褐煤潤濕性的影響129
4.8.3非離子型表面活性劑支鏈和環(huán)鏈結構對褐煤潤濕性的影響132
4.9本章小結134
參考文獻136

第5章表面活性劑對褐煤表面潤濕性調控的分子動力學模擬138
5.1計算模型與方法139
5.1.1褐煤模型139
5.1.2模擬系統(tǒng)特性141
5.1.3計算方法141
5.2水-表面活性劑-褐煤的相互作用過程及吸附形態(tài)143
5.2.1表面活性劑對褐煤潤濕性影響模擬過程143
5.2.2徑向分布函數(shù)分析144
5.2.3相對濃度分布分析148
5.3相互作用能計算150
5.4水分子的均方位移根(MSD)計算152
5.5本章小結154
參考文獻155

第6章煤粒級對表面活性劑吸附特性和潤濕性的影響156
6.1煤粒級變化對褐煤工業(yè)分析的影響156
6.2不同粒級褐煤的潤濕性157
6.3CTAB吸附對不同粒級褐煤潤濕性的影響160
6.3.1粒級變化對CTAB吸附的影響160
6.3.2不同粒級褐煤吸附CTAB對其潤濕性的影響161
6.4表面活性劑吸附對褐煤孔結構的影響165
6.5本章小結172
參考文獻172

第7章褐煤中有機質和無機礦物質潤濕性差異174
7.1實驗原料及方法175
7.2CTAB在褐煤和脫灰煤上的吸附176
7.3吸附表面活性劑對褐煤和脫灰煤潤濕性的影響179
7.3.1褐煤和脫灰煤的潤濕性179
7.3.2褐煤和脫灰煤吸附CTAB對潤濕性的影響180
7.4CTAB在煤表面的吸附分布182
7.5表面活性劑在無機礦物質上的吸附188
7.6表面活性劑吸附對礦物質潤濕性的影響191
7.7本章小結193
參考文獻193