HRP引發(fā)淀粉接枝共聚物水煤漿分散劑的合成及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，全球日益嚴(yán)重的能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題使水煤漿（CWS）這種清潔燃料備受關(guān)注，尤其在我國(guó)這樣一個(gè)富煤少油的國(guó)家尤為重要。分散劑在制備高質(zhì)量的水煤漿時(shí)必不可少。當(dāng)前對(duì)水煤漿分散劑的要求，不僅要達(dá)到高性能，同時(shí)又要符合綠色環(huán)保的理念。淀粉是一種可再生的天然產(chǎn)物，廉價(jià)易得，易降解。辣根過(guò)氧化物酶（HRP）是一種具有特殊催化性能的生物酶，可引發(fā)淀粉與功能單體的接枝共聚。使用這兩種天然產(chǎn)物來(lái)制備水煤漿分散劑正符合當(dāng)下的發(fā)展需求。
　　本文

2、以淀粉（St）為主要原料，以對(duì)羥基苯磺酸鈉（HBS）、丙烯酰胺（AM）及丙烯酸鈉（NaAA）為單體，在辣根過(guò)氧化物酶（HRP）/雙氧水（H2O2）/乙酰丙酮（ACAC）的催化作用下，合成了兩種淀粉接枝共聚物水煤漿分散劑SHA和SHN。使用紅外（FTIR）和核磁（1H NMR）對(duì)分散劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并測(cè)定了分散劑的固含量、單體轉(zhuǎn)化率、接枝率和接枝效率以及分子量，使用熱重分析儀（TG）和差示掃描量熱儀（DSC）對(duì)分散劑的熱性能進(jìn)行了測(cè)定。

3、
　　首先，將兩種分散劑應(yīng)用于彬長(zhǎng)煤，以水煤漿表觀粘度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分散劑的合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。最佳的合成條件為，淀粉的使用量為25％，兩種功能單體 HBS:AM（NaAA）為3:1。研究表明， SHA（St-HBS-AM）使用性能優(yōu)于SHN（St-HBS-NaAA），所制漿體的粘度，穩(wěn)定性以及最大成漿濃度均優(yōu)于SHN。
　　其次，使用 CH3COONH4，CH3COOH，NaOH三種介質(zhì)溶液對(duì)彬長(zhǎng)煤中的可溶金屬離子進(jìn)行溶出

4、，使用應(yīng)用性能較好的SHA分散劑制漿。與原煤相比，使用不同溶液對(duì)彬長(zhǎng)煤中可溶金屬離子處理后，煤的成漿性得到明顯的改善，作用效果依次為CH3COONH4>NaOH>CH3COOH。通過(guò)改變處理液的濃度，溫度以及最終的 pH值，考察了不同條件對(duì)彬長(zhǎng)煤表觀粘度，最大成漿濃度，穩(wěn)定性，Zeta電位，吸附量以及吸附膜厚度等的影響。最終的結(jié)果表明，當(dāng)處理液溫度為40℃，溶液濃度為1 mol·L-1，pH為7時(shí)，各種溶液處理后所得煤樣的成漿性達(dá)到最佳

5、。可溶金屬離子的含量降低后，Zeta電位降低，分散劑的吸附量增大，水化膜厚度增加，而這三個(gè)指數(shù)的改變均有利于成漿性的提高。
　　最后，將SHA分散劑應(yīng)用于新疆煤，并與萘磺酸鹽系分散劑（NSF）進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了兩種分散劑在單獨(dú)使用時(shí)，SHA分散劑所制水煤漿的定濃粘度（67%）為667 mPa·s，析水率為3.6%，最大成漿濃度為68%；NSF的定濃粘度（67%）為365 mPa·s，析水率為6.93%，最大成漿濃度為70%；SHA

6、分散劑的定濃粘度高于NSF，最大成漿濃度比NSF小，穩(wěn)定性卻優(yōu)于NSF。因此，將這兩種分散劑復(fù)配后應(yīng)用于新疆煤，考察了分散劑的復(fù)配比例以及分散劑的添加量對(duì)表觀粘度、穩(wěn)定性以及最大成漿濃度的影響，得出分散劑的復(fù)配比例NSF:SHA為1:2，總的添加量為0.5%時(shí)，新疆煤的成漿性能達(dá)到最佳，穩(wěn)定性基本達(dá)到單獨(dú)使用 SHA，最大成漿濃度與單獨(dú)使用 NSF時(shí)相同，為70%。同時(shí)，分別用 CH3COONH4和 NaOH對(duì)新疆煤中的可溶金屬離子進(jìn)行