天然物水煤浆分散剂的合成及成浆性研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：罢隘盛日期：竺丝厶!墨关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阋；④学校可以学术交流为目的，

2、复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：聋盈当日期：缉竺：≤J3一导师签名：重盔日期：万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文天然物水煤浆分散剂的合成及成浆性研究摘要水煤浆是20世纪70年代由于石油危机而发展起来的一种新型煤基液化技术，它旨在改变传统的燃煤方式，减少污染物排放，提高煤炭利用效率。与直接燃煤相比，水煤浆具有燃烧效率更高，污染小，成本更低，发热量高等优点。分散剂是制备高浓度水煤浆低粘度水煤浆的关键影响因素，目前应用最广泛的分散剂多为萘系磺酸盐系列，其多来源于石油化工产品，随着石油价格的持续

3、走高，原料价格也随之水涨船高。因此，开发价格低廉，分散性能优良并且对环境友好型的分散剂显得尤为重要。本实验以造纸废液中的副产物木质素磺酸钠为原料，经过提纯与丙烯酰胺进行接枝共聚反应，合成的分散剂用于制备水煤浆，其分散性和稳定性均优于商用木质素磺酸钠和萘磺酸盐，溶液的表面张力最大降低幅度为8．47mN·m～；通过单因素法确定了分散剂的最佳改性条件为：木质素磺酸钠与丙烯酰胺的质量比为5：1，引发剂K2S208一NaHS03用量为木质素磺酸钠与接枝单体丙烯酰胺的总质量的3％，反应温度为40。C，反应时问为2．5h，并且引发剂中K2S208和NaHS03的比例为3：2。

4、在3415cm～、3205cm～、1566cm。1处存在的红外特征吸收峰，分别代表游离-NH2的吸收峰，缔合．NH2的吸收峰和一CONH．中的N—H弯曲振动吸收峰，表明丙烯酰胺成功接枝在木质素磺酸钠结构上。在添加量为干煤基质量的0．8％时，测得浓度为65％的水煤浆的粘度最低为550mPa·S，比改性之前制浆粘度低60mPa．S，而且制浆最大浓度为69％，与商用萘磺酸钠甲醛缩合物分散剂制浆稳定性比较发万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文现，改性物在第72h时的穿透率高于后者7．82％，析水率低于后者4．45％，具有较好的稳定性。鉴于腐殖酸在结构上与煤具有很大相似

5、性的特点，实验以此为原料与丙烯酸和马来酸在引发剂存在下聚合改性，成功地合成了腐殖酸基聚羧酸型水煤浆分散剂(乩心)。腐殖酸经碱溶、酸析过程，确定了最佳提纯条件是HCI浓度为20％，NaOH溶液的浓度为15％。合成HAP的最佳反应条件为：腐殖酸与丙烯酸和马来酸的质量比为1：1．08，引发剂K2S208一NaHS03用量占腐殖酸与单体总质量的5％，反应温度为75℃，反应时间为3h，并且引发剂中K2S208和NaHS03的比例为4：2。红外吸收光谱表明，在1712cm。和1610cm一处出现羧酸中的．C=O和．COO伸缩振动吸收峰；与腐殖酸相比，对水的表面张力降低达6．

6、52mN-m～。在添加量为干煤基质量的O．5％时，浓度为67％的水煤浆的粘度最低为505mPa·S，比改性之前制浆粘度低245mPa·S，而且制浆最大浓度为70％，腐殖酸一聚羧酸型分散剂能提高煤浆浓度约2％，与商用萘磺酸钠甲醛缩合物分散剂制浆稳定性进行对比，发现在72h时二者穿透率相差8．87％，同时析水率低于后者1．85％。研究了超声辅助作用下上述两种水煤浆分散剂制浆稳定性，二者在超声功率为80W和100W下作用3min后煤浆粘度下降，同时稳定性能优于机械搅拌制浆。流动性的观察说明，合成的两种分散剂制浆流动性均为A级，优于商用萘系分散剂D级，说明引入了亲水性较

7、强的活性基团的改性分散剂，能有效降低粘度，在保证粘度的前提下同时提高浓度。关键词：水煤浆，分散剂，腐殖酸，木质素磺酸钠万方数据PREPARATloNOFNATURALMATERIALFORCWSDISPERSANTANDSTUDYOFPROPERTIESABSTRACTCoalwaterslurry(CWS)isanewtypeofcoal—baseliquefactiontechnology，whichwasdevelopedin1970ssincetheglobaloilcrisis，Itaimstochangethetraditionalwayofcoal

8、combustion，r