發(fā)布時(shí)間：2018-01-12 02:03

  本文關(guān)鍵詞：共聚制備溫敏磁性吸水樹脂及對(duì)細(xì)粒煤脫水的研究　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：目前,細(xì)粒煤機(jī)械脫水和基于機(jī)械的復(fù)合作用脫水方法很難達(dá)到出廠精煤水分10%以下的要求,而熱力干燥脫水方法的生產(chǎn)成本過高,致使細(xì)粒煤脫水成為煤炭加工利用行業(yè)的一大難題。本課題提出制備溫敏磁性吸水樹脂來脫除細(xì)粒煤中的水分。將煤與溫敏磁性吸水樹脂混合,采用磁分選方法將溫敏磁性吸水性樹脂從細(xì)粒煤中分離,之后利用其溫敏性特點(diǎn)以非液-汽相變方式將水分從樹脂中移出,實(shí)現(xiàn)樹脂的有效回收及循環(huán)利用。采用水溶液自由基共聚法將N-異丙基丙烯酰胺與各種單體進(jìn)行交聯(lián)共聚,考察單體、交聯(lián)劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和丙烯酸鈉用量等因素對(duì)制備溫敏吸水樹脂的影響,并對(duì)所得產(chǎn)物的平衡溶脹率、溫敏性、溶脹性、退漲性以及循環(huán)載水率進(jìn)行測(cè)定。利用FTIR、XRD和TGA等表征手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在親水單體為丙烯酸鈉、丙烯酸鈉摩爾比用量為5%、交聯(lián)劑摩爾比用量為3%、合成溫度為20℃和反應(yīng)時(shí)間為12小時(shí)的條件下,合成出的溫敏吸水樹脂具有較高的平衡溶脹率(170.4g/g)、快速響應(yīng)的溫敏性(溫敏點(diǎn)約為50℃)、較快的的溶脹速率、快速的退漲速率以及最大循環(huán)載水率(161.6g/g)。采用三步法制備溫敏磁性吸水樹脂。首先,采用共沉淀法制備出磁性Fe_3O_4納米粒子�？疾斐恋韯┓N類、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等工藝條件的影響。利用XRD、TEM和SQUID-VSM對(duì)所得樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在氨水為沉淀劑、合成溫度為60℃和結(jié)晶陳化時(shí)間為12小時(shí)的條件下合成出的磁性Fe_3O_4納米粒子晶型結(jié)構(gòu)完整、沒有雜質(zhì)、粒子大小均勻(約為14.1nm)、粒子分散均勻、具有超順磁性和高比磁飽和強(qiáng)度(約為69.70emu/g)。其次,在體積比為4:1的醇水溶液中采用KH-570對(duì)Fe_3O_4進(jìn)行表面改性,FTIR和TGA結(jié)果表明對(duì)Fe_3O_4表面改性成功。最后,采用懸浮液自由基聚合法制備溫敏磁性吸水樹脂,考察Fe_3O_4不同加入方式、KH-570不同用量等的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)KH-570用量為0.3mL時(shí)合成的溫敏吸水樹脂具有較好的結(jié)合強(qiáng)度、具有較高的平衡溶脹率(94.6g/g)、快速響應(yīng)的溫敏性(溫敏點(diǎn)約為40℃)、較快的溶脹速率、快速的退漲速率以及較高的循環(huán)載水率(91.1g/g)。通過XRD、TGA、FTIR、SEM和SQUID-VSM對(duì)選定的溫敏磁性吸水樹脂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和性能分析,結(jié)果表明溫敏磁性吸水樹脂共聚成功;同時(shí)TGA表明改性和未改性Fe_3O_4的加入未影響溫敏磁性吸水樹脂的熱分解溫度和熱穩(wěn)定性;XRD分析表明樹脂未影響Fe_3O_4的晶型結(jié)構(gòu);SEM表明Fe_3O_4均勻地分散在樹脂中;比磁飽和強(qiáng)度約為21.93emu/g。利用所制備的溫敏磁性吸水樹脂進(jìn)行細(xì)粒煤脫水的實(shí)驗(yàn)研究,考察樹脂粒度、樹脂用量、細(xì)粒煤粒度和煤種對(duì)脫水效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明樹脂回收率基本達(dá)到100%。溫敏磁性吸水樹脂在粒度為0.45~0.3mm,樹脂用量相對(duì)細(xì)粒煤質(zhì)量比3%條件下,混合10min后可以將初始水分含量為20%左右、粒度0.125~0.074mm的細(xì)粒弱粘煤和氣煤水分降至10%左右,相同條件下長焰煤從初始水分26.84%降至17.11%,三種煤的含水率均降低約10%,溫敏磁性吸水樹脂表現(xiàn)出了良好的脫水效率�；旌蠒r(shí)間延長至150 min,三種煤的水分略有降低,而長焰煤水分未能降至10%以下,這也表明長焰煤相對(duì)不易脫水。
[Abstract]:The results show that the magnetic Fe _ 3O _ 4 nanoparticles have a high equilibrium swelling rate ( 170.4 g / g ) , rapid response temperature sensitivity ( temperature sensitive point about 50 鈩，

本文編號(hào)：1412178