Gemini微乳捕收剂的制备及对低阶难浮煤泥的表面改性机理和浮选性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51474140
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0409.矿物工程与物质分离
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Low-rank coal slime is featured by a number of oxygen-containing functional groups on surface, strong hydrophilicity and low floatability, and conventional hydrocarbon oil collector has the drawback of poor dispersion. In order to address these issues, this project is proposed to construct model compounds that correspond to different coal surfaces by means of characterizing properties of oxygen-containing functional groups deposited on the coal surface. Then the surface of low-rank difficult-to-float coal slime will be modified for improving surface hydrophobicity by Gemini surfactants. The interaction between Gemini surfactants and surface of low-rank coal will be studied by simulation of molecular kinetics, thereby revealing the mechanism of surfactant modification on the surface of low rank coal at molecular level. This project will propose technical prototype of surface modification of low rank coal and structural model of surfactant, which provides fundamental theory to the design of surfactant. Furthermore, non-ionic Gemini surfactants will be synthesized via addition reaction of ethylene oxide condensate. The hydrocarbon oil will be dispersed into nano-scale oil droplets by PIT microemulsion. As a result, Gemini microemulsified collector characterized by low dosage, high dispersion and nano diameter will be prepared. In addition, the flotation performance of Gemini microemulsified collector will be investigated to probe its surface adsorption modification and flotation mechanism from both macroscopic and microscopic views. The objective of this proposed project is to develop Gemini microemulsified collector for low-rank coal. This study will improve the surface hydrophobicity of low-rank difficult-to-float coal slime and poor dispersion of convertional hydrocarbon oil collector,and increase the flotation efficiency , and enrich fundamental theory for the development of coal collector. Therefore, it will greatly promote the effective exploitation and utilization of low rank coal resources in China.
本项目针对低阶煤泥表面含氧官能团多、亲水性强、可浮性差的特点以及传统烃油捕收剂分散性差的缺陷,拟从低阶煤泥表面性质入手,表征其表面含氧官能团的赋存特征,据此构建符合不同煤阶煤表面特点的模型化合物;拟采用Gemini表面活性剂对低阶煤泥进行表面改性提高其疏水性,通过分子动力学模拟,从分子层面揭示Gemini表面活性剂对低阶煤表面的改性机理,提出低阶煤表面改性的技术原型和表面活性剂原则结构模型;然后,采用缩合-环氧乙烷加成反应合成Gemini表面活性剂,并以其为核心乳化剂,利用PIT微乳化法将烃油分散为纳米级油滴,制备出"低用量、高分散性、纳米粒径"的Gemini微乳捕收剂;进而,开展Gemini微乳捕收剂浮选性能研究,揭示其表面吸附改性特征和浮选机理。本项目通过研制符合低阶煤泥特点的Gemini微乳捕收剂,旨在高效改善低阶煤泥表面疏水性和烃油捕收剂分散性,提高浮选效率,促进我国低阶煤的开发。

结项摘要

针对低阶煤泥表面含氧官能团多、亲水性强、可浮性差的特点以及传统烃油捕收剂分散性差的缺陷,制备了“低用量、高分散性、纳米粒径”的微乳捕收剂。以神东低阶煤泥为研究对象,查明了微乳捕收剂对低阶煤泥的浮选性能,获得了最佳浮选药剂制度;采用分子模拟和试验研究相结合的方法,阐明了微乳捕收剂,尤其是Gemini表面活性剂在低阶煤表面的吸附改性机理,从分子层面揭示了其对低阶煤润湿性的微观调控机制,为低阶煤的高效提质利用提供了理论依据和技术支持。.合成了具有高表面活性的非离子型Gemini表面活性剂,以此为核心乳化剂,通过拟三元相图法、电导法、响应面法及相转变温度法,对微乳捕收剂的配方进行设计优化,获得了Gemini表面活性剂、正戊醇、0#柴油和水的最佳比例,为18.25∶18.25∶35.50∶28.00,微乳捕收剂为水包油型,平均粒径为29.30nm,放置8个月后仍保持稳定状态。.低阶煤泥浮选实验表明,微乳捕收剂在用量2.0 kg·t-1,起泡剂用量0.17 kg·t-1时,获得最佳浮选指标,浮选行为符合二级浮选动力学模型,与传统烃油捕收剂(0#柴油)相比,在精煤灰分相近的前提下,微乳捕收剂的精煤产率增加了36.24%、可燃体回收率提高了36.54%,捕收剂用量节省了66.67%,起泡剂用量节省了71.67%。.Gemini表面活性剂在低阶煤泥表面的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程为自发进行、氢键作用为主的物理吸附,符合准二级动力学方程。Gemini表面活性剂的浓度为0.20 g·L-1时,吸附后低阶煤的接触角达到最大值,比原煤的接触角增加了近13°。与适量的表面活性剂作用后,低阶煤的表面自由能降低,碳、氧元素的含量比值增大,含氧官能团含量明显减少,提高了低阶煤泥的疏水性。.分子动力学模拟研究表明,Gemini表面活性剂与低阶煤表面的极性基团发生吸附,以氢键作用为主,非极性碳链高度缠绕在一起,指向体相水。低阶煤表面吸附Gemini表面活性剂后,体系更加稳定,与水的结合能力明显减弱,体系中水分子的扩散运动显著增强,说明吸附表面活性剂后低阶煤的疏水性得到有效的改善,与吸附特性和润湿性能研究的结论一致。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
脂肪醇对氧化煤浮选的促进作用研究
  • DOI:
    10.16447/j.cnki.cpt.2016.02.004
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    选煤技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张玉;崔广文;张运起;于文慧;李琳
  • 通讯作者:
    李琳
超声微乳捕收剂的制备及煤泥浮选性能研究
  • DOI:
    10.13226/j.issn.1006-6772.2016.04.015
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    洁净煤技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李琳;崔广文;刘惠杰;由晓芳
  • 通讯作者:
    由晓芳
Adsorption Behavior of Surfactant on Lignite Surface: A Comparative Experimental and Molecular Dynamics Simulation Study.
表面活性剂在褐煤表面的吸附行为:对比实验与分子动力学模拟研究
  • DOI:
    10.3390/ijms19020437
  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    He M;Zhang W;Cao X;You X;Li L
  • 通讯作者:
    Li L
煤泥浮选药剂研究现状及发展趋势
  • DOI:
    10.13226/j.issn.1006-6772.2015.01.004
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    洁净煤技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔广文;于文慧;张玉;李琳
  • 通讯作者:
    李琳
Flotation of molybdenite in the presence of microemulsified collector
微乳化捕收剂存在下浮选辉钼矿
  • DOI:
    10.5277/ppmp170127
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Physicochemical Problems of Mineral Processing
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    You Xiaofang;Li Lin;Lyu Xianjun
  • 通讯作者:
    Lyu Xianjun

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其他文献

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    谭义海
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  • DOI:
    10.16368/j.issn.1674-8999.2021.01.034
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中医学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钟森杰;李静;李琳;黄淑敏;杨梦;邱宏;程彬;胡志希
  • 通讯作者:
    胡志希

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油田矿区土壤微生物群落结构碳氮磷调控及石油烃生物降解机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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可回收微乳捕收剂的分子设计及低阶煤泥浮选研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
微乳化烃油捕收剂的捕收性能及作用机理研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
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AI技术路线图

        graph TD
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          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
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