论文部分内容阅读
煤炭表面的氧化程度对于煤的使用性能和使用方式有重要影响。目前,由于优质煤炭资源的不断消耗,一些赋存状况较差的风氧化煤的应用比例有所增多;同时由于部分厂矿贮存环境较差,导致煤的氧化现象对产品煤应用的影响日益严重。煤的紫外光氧化反应可加速氧化煤的低温氧化反应,进行有目的地氧化降解以提高其利用水平也成为了煤炭高效利用领域的重要课题。其规律主要是通过紫外光与其它处理手段共同作用,主要通过破坏煤中芳香烃及羰基等结构,并与氧结合生成羧基、羟基等含氧基团的方式,达到氧化煤表面的目的。本文通过对麻家梁长焰煤进行紫外光氧化作用研究,并与盐酸、金属离子、有机光敏剂等联合进行紫外光氧化实验,对实验前后的样品分别进行接触角、Zeta电位、红外和热重分析,对不同条件下的氧化效果进行比较分析,并从反应机理方面进行研究,得出以下结论:1、紫外光对煤样的氧化作用的最大氧化效果一般出现在紫外光照射时间2h处,此时样品的表面疏水性最低;通过进一步的红外及热重分析可知,紫外光照射可对煤大分子结构中的芳香烃造成破坏,引起煤有机结构的破坏,同时催化煤中的酯或醚发生水解反应生成—OH和—COOH,最终导致煤表面被氧化;同时表明紫外光对无机矿物组份基本没有氧化作用,但一定含量的无机矿物质会对紫外光的催化氧化反应起到一定的促进作用。2、利用不同物质对煤表面进行改性时,对光氧化反应的影响效果不同。Mg2+、Fe3+、Sn2+和Cu2+改性均使煤经紫外光的氧化后接触角降低,其影响效果各不相同,Sn2主要是造成芳香烃结构的大量破坏,同时造成羰基—C=O、羟基—OH等含氧官能团的大量增加。Na+和硬脂酸钠改性可以阻止紫外光对煤表面的氧化过程。煤在TiO2和紫外光共同作用下发生氧化反应,主要是—S=O键及—C=O被破坏,生成—S—O及—C—O,造成煤表面的氧原子总量增多,样品被氧化。3、超声波处理主要是通过增加水中溶氧量,以及通过超声空化作用清洗煤表面从而加速煤的氧化,与紫外光的氧化作用可产生协同效果,但作用强度受到液体中有限的氧气含量的限制。