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《中南大学》 2007年
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机械球磨黄铁矿在非水环境中的界面行为研究

丁治英  
【摘要】: 黄铁矿催化剂在煤及液体煤中的分散程度直接影响煤直接液化的效率,而目前煤液化催化剂高分散的措施(如向煤浆中加入纳米颗粒)与成熟工艺仍有相当的距离。采用机械化学方法制备煤直接液化用黄铁矿催化剂,生产成本低、产量高、工艺简单。在制备过程中,催化剂物料发生结构、物理化学性质的变化,并可以通过添加分散剂以改善催化剂物料的表面性质,使其在煤直接液化过程中达到较为理想的分散效果,强化催化过程,提高油收率。 本文采用乙醇和庚烷两种液体为介质,研究了球磨过程中黄铁矿的表面性质、粉体粒度、矿浆粘度、黄铁矿在介质中的分散稳定性和ζ电位等物理化学性质的变化。研究表明,黄铁矿经球磨后,晶粒尺寸和晶格畸变率较小;分散剂作用下黄铁矿的氧化有不同程度的减弱;十八酸为分散剂,可以获得超细并在弱极性和非极性介质中具有较好分散性的煤直接液化用黄铁矿催化剂;分散剂对矿浆粘度的调节作用和吸附降低硬度的能力可以调控黄铁矿粒度的变化;矿浆具有较小粘度时,黄铁矿表面吸附降低硬度的能力大于矿浆粘度的调节能力;黄铁矿表面吸附降低硬度能力的顺序为:羧基>羟基>烷烃;球磨时间的增加和黄铁矿粒度的减小使矿浆的粘度增大;黄铁矿固含量较低时,矿浆属于典型的宾汉流体;固含量较高时,矿浆属于有屈服应力的假塑性流体;在较低剪切速率下,矿浆具有剪切变稀行为。 利用分光光度计研究了黄铁矿颗粒在两种介质中的分散行为,发现有、无分散剂作用下黄铁矿在乙醇中的分散行为变化不大,而在庚烷中分散稳定性的强弱顺序为:Span80>十八醇>十八酸>无分散剂。黄铁矿在介质中的ζ电位越大,其分散稳定性越好。 采用扩展双电层理论(EDLVO)分析了黄铁矿颗粒在介质中的分散稳定机理。分析表明,乙醇中黄铁矿颗粒间的势能曲线存在势垒,阻碍了颗粒的团聚,分散效果较好;而在庚烷中黄铁矿颗粒间的势能是负值,界面作用为吸引力,黄铁矿在庚烷中分散稳定性差,易团聚。黄铁矿颗粒表面吸附有Span80时,空间位阻较大,势能曲线出现势垒;而在十八酸和十八醇作用下,颗粒间仍表现为团聚作用,分散性较差。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ529

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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