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作者
李树刚张陶乐白杨闫冬洁严敏秦雪燕
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单位
西安科技大学安全科学与工程学院煤炭行业西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心
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摘要
为进一步探究不同流速条件下动态磁化后表面活性剂溶液对煤体润湿性影响,选取典型矿井煤样,配制不同质量分数(0.01%,0.05%,0.10%,0.20%,0.40%)的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液,进行5个不同流速(0.35,0.55,0.75,0.95,1.15 m/s)条件下的动态磁化实验。通过测定磁化后表面活性剂溶液表面张力、磁化后表面活性剂溶液处理后煤样的接触角,计算了磁化后表面活性剂溶液的表面活性、胶束化热力学及润湿参数,分析了不同流速下动态磁化后表面活性剂溶液表面活性及其对煤体润湿性的影响。结果表明:随磁化流速增加,临界胶束浓度逐渐减小,其流速在0.75 m/s时临界胶束浓度、表面张力和接触角均达到最小值;随表面张力的减小,SDBS溶液的单分子饱和吸附量减小,SDBS溶液分子极限占有面积增大,当流速大于0.75 m/s时,饱和吸附量值和极限占有面积不稳定,降低SDBS溶液表面张力能力呈现先增大后减小的变化规律;随临界胶束浓度变化,胶束化热力学参数中气-液界面处吸附过程的吉布斯自由能、胶束化吉布斯自由能和焓变均为负值,熵变为正值,表明形成胶束是自发、放热并且熵增的过程;SDBS溶液以流速0.75 m/s速度经磁场处理后,煤体润湿性参数表面自由能绝对值、铺展系数和黏附功均最大。研究得出0.75 m/s为最佳磁化流速,该流速条件下表面活性剂的表面活性及煤体润湿性最好。
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关键词
流速动态磁化热力学参数润湿参数表面活性
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(52074217);陕西省教育厅青年创新团队建设科研计划项目(21JP073);中国博士后科学基金项目(2022MD713795);陕西省自然科学基金青年项目(2022JQ-347);
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文章目录
1 实验仪器及方案
1.1 煤样及试剂
1.2 实验仪器及方法
1.2.1 表面张力实验方法
1.2.2 接触角实验方法
2 实验结果
2.1 不同磁化流速下SDBS表面性能变化规律
2.1.1 SDBS溶液表面张力变化规律
2.1.2 SDBS溶液胶束浓度变化规律
2.2 煤体接触角在不同流速磁化SDBS溶液影响下变化规律
3 分析与讨论
3.1 不同磁化流速对SDBS溶液的表面性能影响
3.1.1 磁化流速对溶液表面活性参数的影响
3.1.2 磁化流速对溶液胶束化热力学参数的影响
3.2 不同流速磁化SDBS溶液对煤体润湿性能的影响
4 结 论
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引用格式
李树刚,张陶乐,白杨等.动态磁化活性剂对煤体润湿性影响的实验研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(05):916-924.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0638.
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