煤表面动态行为与临界表面张力研究

"该研究由刘谦、郭玉森、赖永明等人发表于《矿业安全与环保》2015年第42卷第6期，探讨了不同变质程度煤表面动态行为与临界表面张力的关系。通过悬滴法和躺滴法对烷基糖苷（APG）溶液在煤表面的接触角变化进行了详细实验分析。" 在煤炭行业中，煤的表面性质对其加工、储存和利用过程中的诸多现象有着重要影响，如润湿性、吸附性和反应性等。本文针对不同变质程度的煤进行了一系列实验，旨在揭示其表面动态行为及临界表面张力的变化规律。表面张力是液体表面的一种能量表现，而临界表面张力则是液体在固体表面达到平衡状态时的关键参数。 首先，实验通过恒温在27℃下使用悬滴法测量了不同浓度APG溶液的表面张力。APG是一种生物可降解的表面活性剂，能够改变煤表面的润湿性。结果显示，水在煤表面形成的接触角相对较大，表明煤对水的亲和性较低，且接触角变化不明显。随着APG溶液浓度的增加，接触角逐渐减小，表明煤表面的亲水性增强，这与APG分子在煤表面吸附并降低表面张力有关。 当APG溶液浓度超过临界胶束浓度时，接触角进一步减小，但变化速率变缓。这一现象可能是因为胶束的形成使得APG分子更有效地覆盖煤表面，从而降低了表面张力。接触角余弦值与临界表面张力之间的负相关关系进一步证实了这一点。 此外，研究还发现煤的变质程度对临界表面张力有显著影响。随着煤的变质程度提高，临界表面张力呈现出先减小后增大的趋势。这可能是由于煤在变质过程中，有机物质的结构发生变化，导致其表面化学性质的复杂性增加，进而影响到表面张力。 这项研究揭示了不同变质程度煤的表面动态行为与临界表面张力之间的复杂关系，为理解和改善煤炭处理工艺提供了理论依据。对于煤炭工业来说，了解这些特性有助于优化煤炭的洗选、燃烧效率，以及环境保护等方面的工作。