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不同捕收剂对氧化煤表面性质影响的实验研究
摘要：
本文研究了不同捕收剂对氧化煤表面性质的影响。通过性能测试和表征分析，发现不同捕收剂会对氧化煤表面的亲水/疏水性和粒径分布等性质产生显著影响。其中，阴离子型捕收剂（如反硅酸钠）能够显著改善煤粉的流动性和黏附性，而阳离子型捕收剂（如氯化钙）则会使其性质恶化。同时，本文对研究的结果进行了探讨，并对氧化煤降尘技术的发展方向提出了建议。
关键词：氧化煤，表面性质，捕收剂，亲水性，粒径分布
引言：
氧化煤是煤的一种重要形态，由于其微粒大小小、密度低、粘性大等特性，导致其易于飘散和扩散，给环境和人体健康带来负面影响。针对这一情况，人们引入了捕尘技术，以提高氧化煤的降尘率，减小污染。而捕集氧化煤的关键在于对其表面特性的控制，其中捕收剂的作用是关键因素之一。因此，本文将就不同类型的捕收剂对氧化煤的表面性质进行研究和探讨。
方法：
本实验用来自国内某煤炭公司的氧化煤样品为研究对象，选用反硅酸钠、氯化钙、硫脲等三种不同类型的捕收剂进行加工处理。对于氯化钙和硫脲，我们以5%的质量浓度进行处理，而对于反硅酸钠，我们以质量比为1：6的比例控制。
首先，我们测量了煤粉的基本物理性质，如比表面积、容积密度和黏度等。其次，我们使用XRD测试了样品的晶体结构，并利用SEM和TEM测定了煤粉的形貌和粒径分布。最后，我们使用接触角法和两根样品法分别研究了煤粉的表面亲水性和流变特性。
结果和讨论：
从表面性质的角度来看，不同类型的捕收剂会对氧化煤样品产生不同的表面性质改变。如表1所示，不同的捕收剂使煤样的比表面积和容积密度发生了差异性变化。其中，阴离子型反硅酸钠处理后，煤粉比表面积明显减少，容积密度也有所提高。相比之下，使用阳离子型捕收剂氯化钙处理后的样品则表现出明显的比表面积增加、容积密度降低和黏度增加等特征。
表1.不同类型的捕收剂处理后，氧化煤的表面特性比较
捕收剂类型比表面积（m2/g）容积密度（g/cm3）黏度（Pa·s）
反硅酸钠10.20.5170.3
氯化钙13.40.39102.1
硫脲11.10.4585.5
接下来，我们通过SEM和TEM观察了不同捕收剂处理后的样品形貌和粒径分布。结果发现，随着阴离子型反硅酸钠的引入，氧化煤样品呈现出更为均匀的颗粒分布和更为规则的板状形态，而阳离子型氯化钙处理后的样品则出现更大的颗粒和不规则形态的颗粒。相关结果如图1所示。
图1氧化煤样品的SEM/TEM形貌观察
最后，我们对不同样品的流变特性和表面亲水性进行了测试。在接触角测试中，反硅酸钠和硫脲处理后的样品表面接触角明显减小，而氯化钙处理后的样品则表现出更加亲油的特点。对于流变测试，处理后的反硅酸钠样品流变性能较好，而氯化钙样品则出现了中度黏稠的状态，压缩模量较大。
结论：
本研究旨在探究不同的捕收剂对氧化煤的表面性质的影响。根据实验测试结果，得出以下结论：
不同类型的捕收剂处理对氧化煤表面性质的影响明显不同，阴离子型反硅酸钠有助于改善氧化煤的流动性和降尘率，而阳离子型氯化钙会使其性质恶化。
捕收剂的处理方式会影响氧化煤样品的表面形貌和粒径分布特征。
接触角和流变测试表明，不同类型的捕收剂处理后的氧化煤样品的表面性质和流变特性有着显著的差异。
综合以上分析，我们认为反硅酸钠是一种性能良好的阴离子型捕收剂，可以帮助改善氧化煤的性质，降低对环境和人体健康的损害。在未来的降尘技术发展中，应加强对其作用机理的研究和探讨，为环境监控和治理提供更准确和有效的技术支持。