《褐煤潤濕性調控》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者是劉生玉。
基本介紹
- 中文名：褐煤潤濕性調控
- 作者：劉生玉
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2017年8月
- 頁數：194 頁
- 開本：B5 710×1000 1/16
- ISBN：978-7-122-30136-9
內容簡介,圖書目錄,編輯推薦,
內容簡介
本書介紹了褐煤潤濕性調控的研究進展，對降低褐煤表面親水性調控方法、規律和機制進行了系統研究和闡述。內容包括熱處理脫除含氧官能團對褐煤潤濕性的影響；表面活性劑類型、結構，煤中有機質、無機礦物質和煤粒級變化等對褐煤潤濕性的影響；表面活性劑對褐煤潤濕性調控的分子動力學模擬等。本書可供從事煤炭加工利用、礦物加工等領域科研院所研究者以及相關領域的科技人員參考。也可供高等院校相關學科領域研究生參考。
圖書目錄
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褐煤乾燥提質技術2
1.2.3褐煤乾燥後水分復吸性4
1.3褐煤中水分的賦存形態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低溫熱解後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係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氧化後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電位的關係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後煤樣潤濕性的變化65
3.5.3水熱處理後煤的平衡吸水率與含氧官能團含量關係67
3.5.4恆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水熱處理恆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表面活性劑後潤濕性變化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表面活性劑後潤濕性變化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徑向分布函式分析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
編輯推薦
褐煤作為一種重要的化石能源，儲量大，在我國煤炭消耗中的比例不斷提高。與高階煤相比，褐煤的缺點是氧含量高，水分含量大，發熱量低；從運輸成本、燃燒效率和燃燒、氣化等加工利用過程對褐煤水分的要求等方面考慮，褐煤需要在乾燥與提質處理後才能被有效地利用。褐煤表面的強親水性對其套用帶來了諸多消極影響，開展以降低褐煤表面親水性為目標的潤濕性調控機制研究，將會推動褐煤脫水和控水技術的發展。煤表面的潤濕性與許多煤加工過程密切相關，例如煤炭浮選、煤泥水處理等，開展基於擴大煤中有機質與礦物質親/疏水性差異為目標的低階煤表面潤濕性調控方法和機制研究，對提高低階煤或氧化煤浮選效率具有理論價值和實際套用意義。
筆者以褐煤表面潤濕性調控作為研究課題，通過實驗研究、理論分析和分子動力學模擬等方法，重點對褐煤水分復吸特性、水分子吸附機理，降低褐煤表面親水性調控方法、規律和機制等方面進行了深入研究，取得了系列研究成果。本書是對上述研究成果的系統總結，內容包括7章。
第1章，緒論。介紹了褐煤資源的特點、褐煤脫水提質技術、褐煤中水分的賦存形態，熱處理對褐煤化學結構、物理結構及褐煤表面的疏水強化影響，綜合分析了表面活性劑對褐煤親水性的抑制機理，提出亟待研究解決的問題。
第2章，褐煤的水分復吸特性和水分子的吸附機理。綜合介紹和評價了褐煤潤濕性測定方法，對褐煤水分復吸特性和復吸動力學進行研究，基於量子化學密度泛函理論研究了褐煤中含氧官能團對水分子的吸附機理。
第3章，低溫熱解和水熱處理對褐煤潤濕性的影響。研究了低溫熱解和水熱處理兩種方法對煤中含氧官能團脫除及潤濕性的影響，對比了低溫熱解與水熱處理對含氧官能團脫除、潤濕性影響的差異性，分析了含氧官能團含量與水分復吸率的關聯性。
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。系統地研究了不同類型和結構的表面活性劑、液相環境、煤中含氧官能團含量變化等對表面活性劑在褐煤上微觀吸附行為、吸附特性的影響，分析和探討表面活性劑吸附對降低褐煤表面親水性的調控機制。
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。運用分子動力學模擬方法，從分子水平上研究了三種離子型表面活性劑在褐煤表面的吸附機理及對褐煤潤濕性的影響。
第6章，煤粒級對表面活性劑吸附特性和潤濕性的影響。研究了煤粒級變化對褐煤潤濕性和表面活性劑吸附特性的影響，探討不同粒級褐煤吸附表面活性劑後其潤濕性的變化規律。
第7章，褐煤中有機質和無機礦物質潤濕性差異。分析和探討了煤中有機質和無機礦物質的潤濕性差異，研究了離子型表面活性劑在不同種類含氧官能團、各類礦物質上的吸附差異和分布特性及其對潤濕性的影響。
