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SDS/SDBS对无烟煤润湿性影响的分子动力学模拟

Molecular dynamics simulation of the effect of SDS / SDBS on the wettability of anthracite

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为了探究阴离子表面活性剂在煤矿除尘中的微观作用机理,采用分子动力学模拟方法,选取2种常用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS),研究其对无烟煤润湿性的影响.计算了表面活性剂–无烟煤吸附体系的表面粗糙度和相互作用能,分析了水–表面活性剂–无烟煤体系的相对浓度分布、径向分布函数(RDF)等系列性质,深入探讨无烟煤润湿性改变的微观原因.结果表明:阴离子表面活性剂在无烟煤上的吸附有2种方式,头基团朝向无烟煤表面的吸附与朝向液相的吸附;这种吸附是物理吸附,且范德华相互作用在吸附过程中起主导作用;SDBS中苯环的存在导致其更紧密的吸附在无烟煤表面,吸附构型更稳定.RDF与配位数结果进一步表明,在无烟煤表面酮基附近SDS与SDBS疏水能力相近;在羟基附近SDBS疏水能力强于SDS,这是SDBS吸附后无烟煤疏水性更强、润湿性改变程度更大的主要原因;苯环在无烟煤润湿性改变中起重要作用.这为煤矿除尘中表面活性剂的选取,提供了一定的依据,丰富和发展了无烟煤润湿性基础理论.对这2种阴离子表面活性剂的吸附行为和润湿性变化的分子动力学模拟评价与已有试验数据吻合较好.

陈炫来、严国超、阳湘琳、冯志忠、魏帅、耿楠

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太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024

湖南人文科技学院材料与环境工程学院,湖南娄底 417000

中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原 030006

北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100191

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无烟煤 十二烷基硫酸钠 十二烷基苯磺酸钠 分子动力学 润湿性

国家自然科学基金

51974195

2022

10.13199/j.cnki.cst.2021-0414

煤炭科学技术
煤炭科学研究总院

煤炭科学技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.095
ISSN：0253-2336
年,卷(期)：2022.50(12)
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