壬基酚聚氧乙烯醚对长焰煤表面润湿性的调控机制研究
wujiai
|壬基酚聚氧乙烯醚能有效调控神东长焰煤表面润湿性。随着壬基酚聚氧乙烯醚浓度的增加，长焰煤表面接触角呈现先增大后减小的趋势，在临界胶束浓度（CMC）附近达到最大值长焰煤，且NPEO-8、NPEO-10??和NPEO-12得到的最大接触角基本相同；长焰煤达到最大接触角时对应的NPEO-8、NPEO-10??和NPEO-12的浓度分别为35.32mg/L、45.26mg/L和60.83mg/L，说明改善长焰煤表面疏水性的效率为NPEO-8>NPEO-10??>NPEO-12。 壬基酚聚氧乙烯醚(浓度低于CMC)的吸附可以显著降低煤-水体系的粘附功,且降低煤-水体系粘附功的能力顺序为NPEO-8NPEO-10??NPEO-12。经壬基酚聚氧乙烯醚(浓度低于CMC)处理后,长焰煤的zeta电位绝对值降低,表面C/O比提高,长焰煤表面含氧功能团含量显著降低,揭示了壬基酚聚氧乙烯醚改善神华长焰煤表面疏水性的宏观机理。在神华长焰煤大分子结构模型的基础上,利用分子模拟技术构建了神华长焰煤的聚集态结构模型； 分子动力学模拟研究表明,壬基酚聚氧乙烯醚的极性基团与长焰煤表面极性基团吸附,非极性碳链高度缠结并指向本体水,揭示了壬基酚聚氧乙烯醚改善长焰煤表面疏水性的微观机理;随着环氧乙烷加成数量的减少,壬基酚聚氧乙烯醚与长焰煤表面相互作用能的绝对值逐渐增大,形成的氢键数量(氢键的供体为长焰煤,受体为壬基酚聚氧乙烯醚)逐渐增多,形成的长焰煤/壬基酚聚氧乙烯醚/水三相体系中水分子的扩散系数逐渐增大,表明壬基酚聚氧乙烯醚与长焰煤表面的吸附结合能力以及吸附改性后长焰煤表面的疏水性逐渐增强,与吸附特性和润湿性能实验研究的结论一致。