采用紫外分光光度計和靜態(tài)氮吸附儀研究了聚丙烯酰胺在煤粉上的吸附量和對煤粉微觀孔隙的傷害機理。主要研究了聚丙烯酰胺濃度、液固比、氯化鈉含量對聚丙烯酰胺在煤粉上吸附性能的影響以及煤粉吸附聚丙烯酰胺后的比表面和孔徑變化。實驗結(jié)果表明,聚丙烯酰胺在煤粉上3 h時吸附可達到平衡,吸附量與聚丙烯酰胺濃度、液固比、氯化鈉含量有關(guān);煤粉吸附聚丙烯酰胺后比表面變小,部分小孔隙被堵塞,孔徑為2～4 nm的孔隙相對變少。
煤層煤粉(粒徑為0.154mm，其成分見表1)[1];紫外分光光度計(UV-1600)、立式攪拌器、水浴恒溫振蕩器(SHA-B)、靜態(tài)氮吸附儀(JW-BK122W)、電子天平、離心機、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱。表13號煤層煤質(zhì)特征%水分灰分揮發(fā)分固定碳鏡質(zhì)組惰質(zhì)組鏡質(zhì)體反射率2.081....6.123.18875.7776.3023.703.1881.2繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線參照SY5862—2008所述方法配制聚丙烯酰胺含量為2000mg/L的聚合物溶液，用純凈水稀釋10、25、50、100、150、200、250mg/L7種不同的濃度。用紫外分光光度計測量溶液在202nm處的吸光度，作出標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。從圖1可以看出，在低于250mg/L的濃度范圍內(nèi)，擬合度很高，標(biāo)準(zhǔn)曲線具有很好的線性特征。圖1聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線圖1確定吸附穩(wěn)定時間實驗溫度為30℃，液固比為10︰1，測量聚丙烯酰胺含量分別為500、2000mg/L時的濃度損失與吸附時間的關(guān)系。
由圖2可以看出，吸附量越大的煤粉，孔徑在2～4nm間的孔相對越少。a)同等條件下用純凈水浸泡后的煤粉b)溶液聚丙烯酰胺含量為500mg/Lc)溶液聚丙烯酰胺含量為1000mg/Ld)溶液聚丙烯酰胺含量為1500mg/....L圖6煤粉吸附聚丙烯酰胺后的孔容-孔徑微分分布曲線表2煤粉吸附聚丙烯酰胺后的比表面、孔徑變化情況聚合物/mg/LBET多點比表面/m2/gBJH吸附平均孔徑/nm01.6775.2185001.1296.34710001.1419.67115001.05613.5763結(jié)論1.聚丙烯酰胺在煤粉上的吸附等溫曲線符合朗格繆爾型吸附曲線特點，即聚丙烯酰胺在煤粉上的吸附量達到一定程度后，不再隨聚丙烯酰胺溶液濃度的變化而變化。2.聚丙烯酰胺在煤粉上的吸附隨聚丙烯酰胺濃度、溶液氯化鈉含量、溶液與煤粉液固比增加而增加，但都會在某一值后達到吸附飽和。3.聚丙烯酰胺的吸附降低了煤粉表面分子存在的剩余表面自由場，因此對氮氣的吸附能力減弱，比表面由1.677m2/g降低到1.056m2/g，其中吸附堵塞了煤粉中2～4nm的部分小孔隙也可能是導(dǎo)致比表面降低的原因。
