煤在开采、储存、运输以及使用等过程中会产生大量的粉尘,易引发煤尘爆炸事故,造成工人的尘肺病等职业危害。为保障生产安全和职业健康,需要有效的技术将煤尘浓度降低到可接受水平。近年来,国内外对泡沫抑尘技术的研究发展日新月异,本文在前人研究基础上,试探性地研发了黏土泡沫溶胶并对其防治煤尘的性能进行了详细的研究。黏土泡沫溶胶FSC的主要成分为粉煤灰FA、表面活性剂和增稠剂。利用接触角测试仪,研究了FA用表面活性剂改性后在气-液界面的吸附行为。结果表明,随着表面活性剂浓度的增加,FA的接触角逐渐增大。当浓度达到临界胶束浓度CMC时,粒子表面电荷和离子化分子之间的静电相互作用,驱动分子从液体介质吸附到FA粒子表面,使FA稳定地附着在气-液界面并逐渐形成单层三维网络,从而阻碍了泡沫的排水和聚结;浓度超过CMC时,表面活性剂通过链链相互作用形成双层和颗粒簇,使FA恢复亲水性,导致泡沫膜破裂。利用电位及纳米粒度分析仪、流变仪和接触角测试仪震荡滴模块,分别研究了FSC溶液的Zeta电位、粘度和动态膨胀粘弹性。随表面活性剂浓度增加,Zeta电位逐渐增大随后在临界胶束浓度处保持不变,证明了表面活性剂与FA颗粒表面电荷间的静电相互作用。改性的FA颗粒能够增加粘弹性模量,结合动态泡沫分析仪测定相同浓度FSC体系的发泡性和稳定性,实验得出粘弹性模量的增加有助于增强泡沫结构的刚性和强度,提高稳定性。从分子层面分析了增稠剂在控制煤尘过程中的主要作用,通过改善FSC溶液表面活性使液膜能够更有效地吸附煤尘。最后,得出通过由200g/L的FA、35g/L的表面活性剂和1g/L的增稠剂组成的黏土泡沫溶胶对煤表面进行整体附着,可长期控制煤尘,在一定程度上能够保证煤工的职业健康和生命安全,减少经济损失,有较好的应用前景和较高的实践价值。