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题名杉木锯屑基高吸水抑尘材料制备及效果分析
被引量：5
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作者
周刚
李帅龙
徐乙鑫
李琳
孟群智
王琪
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机构
山东科技大学安全与环境工程学院
山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
阿尔伯塔大学土木与环境工程系
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期232-242,共11页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(52274215)
山东省高等学校“青创科技计划”资助项目(2019KJH005)
国家留学基金委资助项目(202108370223)。
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文摘
煤矿生产及运输过程中存在大量煤炭残渣和粉尘,对作业环境和当地居民造成极大影响,为提高抑尘剂的抑尘效率,改善作业空间及周边环境,笔者遵循废物利用原则,实现了废物再利用。提出了以杉木锯屑为原材料,经过NaOH、Na_(2)SO_(3)等溶液处理后获得脱木素木粉(DWF),通过微波辅助-原位合成的手段,制备了一种新型绿色高吸水抑尘剂(AA-DWF-PAM/GD)。试验结果表明:借助SEM、FTIR、TG-DTG及溶胀动力学试验手段,对AA-SW-PAM/GD的微观形貌、反应机理、热稳定性及吸水性能进行研究,发现该抑尘剂呈现网状空间结构且稳定性较高,DWF与丙烯酸(AA)和聚丙烯酰胺(PAM)反应良好,在73℃之前不会发生任何活性破坏,且最高吸水倍率为325倍,在NaCl、MgCl_(2)、CaCl_(2)三种盐溶液溶度为1%时,最高吸盐水倍率为100左右。在AA-DWFPAM/GD与煤尘性能测试中发现,当风速14 m/s时抑尘率在90%左右;抑尘材料与煤混合后的燃烧后,热释放速率提高了4.53 kW/m^(2),燃烧时间延长了15 s左右,在喷洒使用后不会对煤的热值产生负面影响。分子动力学模拟(MS)结果表明抑尘剂主要作用于煤-水界面处,煤-水界面吸附层的厚度增大至28×10^(-6)mm (13×10^(-6)~41×10^(-6)mm),促进了水分子在煤表面的扩散,吸引水分子向煤层方向迁移,添加AA-DWF-PAM/GD后水分子的自扩散系数(D)增加了4.3×10^(-9)m^(2)/s,提高了煤层表面的润湿性。总的来说,该抑尘剂具有成本低、绿色环保、抑尘性能强的优势,有望使其在煤矿现场大规模应用推广。
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关键词
煤矿粉尘
高吸水凝胶
煤层润湿
抑尘机理
杉木锯屑
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Keywords
coal mine dust
super absorbent gel
coal seam wetting
dust suppression mechanism
cedar sawdust
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分类号
TD714
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名超声波-微波对杉木锯屑液化的强化效应研究
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作者
赵宇
闫璟玮
杨义媛
李可莹
朱亨基
卢泽湘
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机构
福建农林大学材料工程学院
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出处
《林产化学与工业》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期87-94,共8页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(41907112)
福建省自然科学基金面上项目(2017J01569)。
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文摘
以正辛醇为溶剂、浓硫酸为催化剂,探讨了超声波-微波(UW-MW)辅助对杉木锯屑液化的强化作用,考察了工艺参数的影响,并对液化产物进行了表征分析。研究结果表明:超声波-微波具有很好的传质传热强化效应,与传统液化相比,杉木锯屑超声波-微波辅助液化反应时间从60 min缩短至20 min,液化率提高了5.24%。在溶剂与锯屑质量比值6、催化剂H_(2)SO_(4)浓度0.6 mol/L时,杉木锯屑液化率达到64.30%;适当添加γ-戊内酯可提高液化率,γ-戊内酯用量40%时液化率达81.17%。液化过程中,少量熔融状物质沉积在残渣(SR)表面,阻碍了原料的进一步液化;纤维素与半纤维素的降解产物主要为小分子糖类等物质,富集在水相产物(WS)中;木质素的降解产物主要由芳香族等物质组成,分布在生物油(BO)产物中。
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关键词
杉木锯屑
液化
超声波
微波
强化
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Keywords
fir sawdust
liquefaction
ultrasonic
microwave
intensification
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分类号
TQ35
[化学工程]
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