为了明晰阳离子表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵，CTAB）中添加二氧化硅（SiO2）纳米颗粒对煤体润湿性的影响，分别构建了水-表面活性剂-煤、水-纳米颗粒改性表面活性剂-煤以及纳米颗粒-表面活性剂在水中运移的分子动力学模型，详细探究了纳米颗粒改性表面活性剂前后，复合体系吸附构型、界面相互作用能、物质相对浓度分布和水分子均方位移等的变化规律。结果表明：在静电作用下，阳离子表面活性剂与煤表面发生吸附，表面活性剂与煤的吸附稳定性高于水与煤的吸附稳定性。阳离子表面活性剂通过削弱水与煤的相互作用使煤表面润湿性发生反转，导致煤表面由亲水向疏水转变。增加表面活性剂浓度可提高煤体疏水性。纳米颗粒枝接表面活性剂后，随着表面活性剂浓度增大，纳米颗粒表面由强亲水性向疏水性再向亲水性转变，强烈的分子间作用力导致水分子被束缚而无法向煤表面运移，水分子的扩散系数由6.357×10-9 m~2/s下降至4.648×10-9 m~2/s。相同表面活性剂浓度条件下，经纳米颗粒改性后的表面活性剂更为显著地增强了煤体疏水性。

国家自然科学基金项目（11802231,51974239,52174205）；中国博士后基金特别资助项目（2019T120928）；陕西省自然科学基金青年项目（2019JQ-494）；

1 模型和方法
1.1 煤分子模型构建
1.2 纳米颗粒和表面活性剂模型构建
1.3 模拟方法
2 结果与讨论
2.1 水-表面活性剂-煤体系
2.1.1 水-表面活性剂-煤体系吸附构型
2.1.2 界面相互作用能
2.2 水-纳米颗粒改性表面活性剂-煤体系
2.2.1 水-纳米颗粒改性表面活性剂-煤体系吸附构型
2.2.2 物质的相对浓度分布
2.3 纳米颗粒-表面活性剂在水中的运移
2.3.1 纳米颗粒-表面活性剂运移模型
2.3.2 水分子的均方位移
3 结 论

石钰,阳梦,薛俊华,李树刚,刘洋.表面活性剂-纳米颗粒复合体系对煤体润湿性影响研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(03):615-623.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0556.