纳米煤制备及其改善煤泥浮选的机理研究

为了探究普通浮选药剂里加入纳米级煤对煤泥浮选的影响,采用冷冻研磨的方法制备了纳米级超纯煤,并对其表面特性进行了分析。在煤浮选捕收剂正十二烷中加入纳米煤,制备液固混合浮选捕收剂用于煤泥浮选。通过X射线光电子能谱(XPS)结合润湿性分析表明,纳米煤颗粒主要以C元素为主,表面官能团以疏水性基团C-C和C=C为主,具有极强的疏水性。研究了正十二烷和纳米煤—正十二烷混合捕收剂对煤泥浮选的效果,并且通过扫描电子显微镜(SEM)对2种捕收剂作用后的精煤颗粒表面形貌进行分析表征。结果表明使用纳米煤-正十二烷混配的新型捕收剂得到的精煤颗粒表面微纳颗粒显著增加,说明纳米煤颗粒在浮选过程中能够粘附于煤颗粒表面,从而增强煤的疏水性,并且增加了煤表面的固体凸起点。在浮选过程中,当气泡粘附煤颗粒时,这些微纳颗粒能够加速水化膜的破裂,促进煤颗粒和气泡的黏附效率,提高煤泥浮选效率。

氩离子抛光-场发射扫描电镜在煤纳米孔研究中的应用

随着煤层气勘探开发与二氧化碳地下储存技术的发展,煤储层微观孔隙结构的研究逐渐向纳米级别深入。以太原组无烟煤为例,率先采用氩离子抛光-场发射扫描电镜技术直接观测煤纳米孔,为煤储层微观储渗结构的观测提出一种新的研究方法。结果表明,煤储层孔隙主体处于纳米级别,分别发育在炭质、颗粒矿物、粘土矿物内部及接触部位,类型多样,以炭质内部的纳米孔最为发育;孔径差异显著,孔径主体分布范围为10～700 nm,集中在50～100 nm;孔隙形貌特征复杂、连通性不均一。氩离子抛光-场发射扫描电镜在煤微观孔隙系统分类及微观结构辅助定性-定量表征两方面具有广阔运用前景。

车用天然气燃料改进的研究

该文讨论了一种新型配方的甲烷复合燃料及其生产工艺,通过对车用燃料的燃烧机理、配方要求、热值分析、生产工艺的研究,提出了配方组成和生产工艺,并且初步得到了验证.这种复合燃料,主要由甲烷和纳米煤组成,以质量百分比计,配方中纳米煤约占30%~65%;甲烷约占33%~68%,其余为抗爆添加剂、清净分散剂、抗氧剂等;生产工艺合理,成本低廉,生产的复合燃料可以很好地替代机动车用车用燃料或锅炉用燃烧油,替代优势明显,对减少环境污染、缓解能源危机有重要意义.

煤纳米孔隙结构的原子力显微镜研究

煤纳米孔隙是认识煤中吸附气储集和运移的重要因素.提出一种研究煤纳米孔隙结构的新方法,该方法基于原子力显微镜(AFM)的纳米级分辨率,可直观清晰地观察煤的纳米孔隙特征,并可对煤纳米孔隙结构参数进行三维定量测量.分析结果表明:煤中纳米孔主要为变质气孔和分子间的链间孔,变质气孔的形貌主要为圆形和椭圆形,随煤化程度的提高,变质气孔的发育程度不断增加;链间孔的形态变化较大,低煤级煤的链间孔大于高煤级煤,链间孔随煤级的升高逐渐减少.横切面分析可以有效地揭示煤纳米孔隙的几何学特征,相分析的参数是表征煤微孔隙度的重要参数之一,而粒度分析则可以检测煤纳米孔隙孔径分布特征.AFM对煤纳米孔隙的研究,将会给煤的微观结构和煤层气吸附机理的进一步深入研究提供新的研究手段.