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题名黏结型抑制剂抑制煤尘实验与分子模拟研究
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作者
佟林全
刘建华
刘建国
刘晨阳
贾鑫
梁婧
张震
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机构
国家卫生健康委职业安全卫生研究中心
国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室
北京科技大学资源与安全工程学院
中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院
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出处
《中国安全生产科学技术》
北大核心
2025年第9期30-37,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52474205,52204198)
国家卫健委粉尘危害工程防护重点实验室开放课题(KLECDH20220101)。
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文摘
为实现高效持久的抑尘性能,黏结型抑尘剂在粉尘防治领域得到广泛应用,通过实验室实验系统评估3种典型黏结型抑尘剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酰胺(PAM)和聚乙烯醇(PVA)在不同环境扰动下的抑尘效果,并结合分子模拟技术深入探讨其微观作用机制。研究结果表明:黏结型抑尘剂通过流动性包覆煤尘微粒,形成光滑膜状结构或粒子聚集体,有效降低风蚀率和雨水侵蚀率,表现出显著优于水溶液对照组的抑尘性能。其中,PAM在抗风蚀和雨水侵蚀方面效果最佳,其次为PVP和PVA;分子模拟结果显示抑尘剂的黏度与其内聚能密度呈正相关(PAM>PVA>PVP);结合能、机械性能和剪切应力的模拟结果与实验数据一致(PAM>PVP>PVA),表明抑尘剂的作用效果取决于其与煤尘的适配性;径向分布函数和相对数密度分析显示,PAM更紧密吸附在煤尘表面,展现更强的黏附性能,其结合能主要来源于范德华力,静电力贡献较低;泊松比和柯西压力分析结果显示,上述材料具有一定韧性,能够抵抗外界扰动;非限制性剪切模拟进一步发现,PAM的剪切应力显著高于PVP和PVA,表明其具有更强的抗扰动能力。研究结果从分子层面阐明黏结型抑尘剂的作用机理,为高效筛选适用的黏结型抑尘剂提供理论参考和科学指导。
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关键词
粉尘治理
黏结型抑尘剂
分子模拟
相互作用能
力学性能
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Keywords
dust control
binding dust suppressant
molecular simulation
interaction energy
mechanical properties
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分类号
TD714.4
[矿业工程—矿井通风与安全]
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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