• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于单分子力测试的十一烷-石墨间相互作用研究
  • 作者

    李明夏阳超 刘敏邢耀文桂夏辉

  • 单位

    中国矿业大学 国家煤加工与洁净化工程技术研究中心中国矿业大学 化工学院

  • 摘要

    捕收剂分子在矿物表面的吸附是矿物浮选发生的前提条件。采用原子力显微镜(AFM)单分子力谱技术研究了非极性十一烷分子修饰探针(PNP-TR-Au)与石墨表面的相互作用, 着重考察了石墨表面疏水性对二者间相互作用力的影响,并借助 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)及扩展 DLVO 理论对 AFM 测试力曲线进行拟合 分析。结果表明,疏水石墨表面氧相对含量仅为 6.36%,接触角110°;等离子体氧化后的亲水石墨表面含氧量显著提高,接触角降至 8°。十一烷分子与疏水石墨之间的进针力曲线存在明显的跳入粘附,疏水力是触发粘附的根本驱动力,拟合发现疏水力以 1.35 nm 的衰减长度按单指数模型衰减。十一烷与亲水石墨之间则表现为单调斥力用,该斥力可能是由于亲水石墨表面的水化膜引发。此外,AFM 退针力曲线发现十一烷分子与疏水石墨表面的平均粘附力约为 70.97 pN,明显高于十一烷分子与亲水石墨表面间粘附力(30.18 pN),这是由于亲水 石墨表面更多的含氧成分会阻碍十一烷与石墨表面-CH3 等疏水位点的键合作用,从而不利于 十一烷分子在亲水石墨表面的完全铺展。因此,对于具有天然疏水性的石墨、煤炭及辉钼矿等矿物,非极性烃类油分子可以作为其高效浮选捕收剂,而当矿物表面受到氧化作用后,以非极性烃类油为捕收剂浮选此类矿物的效率会显著降低。 

  • 关键词

    十一烷单分子力原子力显微镜粘附力DLVO

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