表面活性剂对煤尘润湿性能的影响简
表面活性剂润湿低阶煤煤尘的性能及作用机理
ＺＨＡＯＬｕ１，２，ＺＨＡＮＧＬｅｉ１，ＷＥＮＸｉｎ１，ＪＩＡＹａｎｇ１，ＳＨＵＨａｏ１
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＯｆｆｉｃｅｏｆＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｘｃｈａｎｇｅａｎｄＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）
０ 引 言
低阶煤在中国储量丰富且富含高附加值油气 资源，可以高效分质利用，为缓解我国石油资源紧 张和环境 污 染 局 面 提 供 了 新 的 可 能，逐 渐 成 为 新 的关注点［１－３］。近年来随着低阶煤开采量的增大， 采煤机械 化 程 度 的 提 高，全 机 械 化 工 作 面 上 的 煤 尘浓度可达 ３０００ｍｇ／ｍ３［４－５］，远超国家职业卫生 标准中的要求［６］。长时间暴露于超标的煤尘环境 是矿工患尘肺病的重要诱因之一。尘肺病发病率 高且无法治愈，２０１８年，全国报告的职业性尘肺病 １９４６８例，占 到 了 各 类 职 业 病 新 病 例 总 数 的 ８２８５％，且发生率还有上升趋势［７－８］。此外，井下 煤尘浓度 聚 集 到 一 定 程 度 还 会 引 发 爆 炸［９］，造 成 更大的人员伤亡和经济损失 。 ［１０］ 因此，有效抑制 矿尘对煤矿安全生产和矿工的职业健康安全都至 关重要 ［１１］。目前 常 用 的 措 施 包 括 通 风 除 尘、煤 层 注水、喷雾洒水等［１２－１６］，这些技术对降低作业点的 粉尘浓度都起到了重要作用。低阶煤的煤化程度 较低、挥发分及灰分含量高、含水率高、含氧多、孔 结构丰富，与其他煤种相比通常更易被润湿，因此 适用喷雾抑尘。喷洒自来水的除尘效率只有不到 ６０％ ［１７］，向水中 加 入 表 面 活 性 剂 可 以 增 加 煤 尘 润 湿性和渗透性，提高除尘效率 。 ［１８］ 化学表面活性 剂的选择受 自 身 性 质、结 构、煤 尘 表 面 官 能 团、煤 尘带电性质等多种因素的影响［１９－２１］，其选择具有 特异性和 专 一 性，目 前 关 于 抑 制 低 阶 煤 煤 尘 添 加 剂的研究还较少。筛选出常用且经济的表面活性 剂作为添加剂提高低阶煤煤尘的除尘效率具有积 极意义。
表面活性剂对煤的润湿性影响
表面活性剂对煤的润湿性影响苟尚旭;刘荣华;王鹏飞;桂哲;舒威【摘要】为了研究表面活性剂对不同煤的润湿性影响,以瘦煤、焦煤、无烟煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基硫酸钠,设计了6个不同浓度表面活性剂溶液分别针对3种煤的润湿性及沉降实验方案.通过对不同浓度溶液表面张力、接触角的测定以及不同煤样在各浓度溶液中的沉降现象对比,分析得出煤样对应的最佳表面活性剂溶液浓度,证明了在防尘用水中添加表面活性剂的必要性.结果表明:0.5％浓度的十二烷基硫酸钠溶液对煤尘具有较好的润湿效果;表面张力与接触角随润湿性的提高而减小,当浓度达到0.5％时,二者数值趋于稳定;不同煤样结构差异对润湿性有很大影响,3种煤样润湿性最好的为无烟煤,其次为瘦煤、焦煤;添加表面活性剂可以有效改善溶液润湿性.【期刊名称】《矿业工程研究》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】4页(P24-27)【关键词】表面活性剂;润湿性;表面张力;接触角;粉尘沉降【作者】苟尚旭;刘荣华;王鹏飞;桂哲;舒威【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TD714矿井粉尘是指在煤矿开拓、掘进、回采和提升运输等生产过程中产生,并能长时间悬浮于空气中的岩石和煤炭的细微颗粒,煤矿在生产过程中,采掘装运作业均可产生大量煤尘[1].这些煤尘的存在不仅严重危害井下工作人员的身心健康,同时悬浮煤尘的累积易产生爆炸危险,存在极大的安全隐患.因此,必须采取切实有效的措施应对矿井粉尘.喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点,在国内外煤矿井下得到广泛应用[2].但从目前喷雾技术的发展来看,局限于水雾滴拥有较大的表面张力这一物理性质,单一的依靠水的雾化降尘并不能使其降尘效率再有较大程度提高.一直以来,国内外专家学者在优化喷雾溶液方面做了大量研究工作,通常情况下,水的表面张力较大,微细粉尘不易被水迅速、有效地湿润,致使降尘效果不佳[1].向水中添加表面活性剂可以有效改善溶液性质.也就是说,添加了表面活性剂可以明显减小水的表面张力以及润湿边角,增强溶液沿煤体裂隙表面润湿煤体的能力[3],增大尘粒与雾滴碰撞时融合的机率,从而提高降尘效率.1.1 润湿型抑尘剂润湿是一纯粹的表面现象[4],指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性.润湿型化学抑尘剂通过提高水的润湿能力来增强水的捕尘能力,从而提高抑尘效果[5].抑尘剂的主要成分是表面活性剂,通过降低溶剂表面张力提高润湿性,抑尘剂对粉尘的润湿性状况很大程度上决定着除尘效率.1.2 润湿机理表面活性剂作为化学抑尘剂的重要组成部分,起着润湿、增溶、保水等作用[6，7].水中加入表面活性剂,可使溶液的表面张力和湿润边角减小,从而增大溶液对煤尘的润湿能力[8].描述液体在固体表面润湿性的Young方程指出,平面固体上液滴在3个界面张力的共同作用下达到平衡.如图1.此时有:式中,γSV,γSL和γLV分别为固-气、固-液和气-液界面张力,θ为接触角.接触角值是煤表面各表面位上性质的宏观平均,碳氧比反映了这种表面性质的平衡度量[4].煤的临界界面张力随着碳氧比的增加而增加,此时,界面更容易被低极性溶剂润湿. 2.1 实验设备实验仪器为先进的CA100B型接触角测量仪及KRUSS Dyne表面张力测定仪,可分别进行煤表面的液滴接触角测定及溶液表面张力测定.沉降实验装置为100 mL比色管,具有良好通透性.如图2所示.仪器测量精度高,性能先进,可保证测量结果的高重复性与稳定性.2.2 实验样品十二烷基硫酸钠(简称SDS)作为硫酸酯盐型阴离子表面活性剂的典型代表,易溶于水,能有效降低水的表面张力.具有良好的乳化、发泡、渗透和分散性能,能被生物降解,耐碱,耐硬水.且成本低廉,运输方便,易储存,性质稳定.但SDS具有一定的健康危害:其粉末对粘膜和上呼吸道有刺激作用,易引起呼吸系统过敏性反应.在实际应用中,应注意加强使用场合通风,或配戴防尘面罩及橡胶手套,如不慎接触皮肤,可用大量清水冲洗.因其刺激性不强,综合考虑,适合作为本次实验样品.实验所选煤样为湖南兴源煤矿的无烟煤,山西万丰煤矿的瘦煤以及贵州发耳煤矿的焦煤.均用0.15 mm孔径筛子筛得煤尘,由FW-4A型粉末压片机以30 MPa压力压制成2 mm厚度薄片作为煤样压片.2.3 实验方案配制6个不同质量分数SDS溶液,同时清水作为对照组一并取出,对其分别编号为0～6.对应试剂浓度依次为0,0.000 05%,0.000 5%,0.005%,0.05%,0.5%,5%,单位为g/L.第1组实验分别对配制完成的以上7种溶液进行表面张力的测定,为避免偶然误差,每种溶液重复进行3次实验并取平均值;第2组实验进行接触角的测定,仍然取上述7种溶液,分别进行在焦煤、瘦煤、无烟煤3种煤样压片上的接触角的测定;第3组实验为煤尘的沉降实验.每次实验用电子天平称取每份煤尘样品0.15 g,试管分别等量取样编号0～6的7种溶液,依次将煤尘倒入溶液同时并用秒表计时,直至煤尘完全沉降或不沉降,对比分析并记录实验现象.依次记录各组表面张力、接触角及沉降时间测量数据,结果见表1所示.3.1 SDS对表面张力的影响溶液表面张力的大小可以在一定程度上反映对煤尘的润湿能力强弱.分析表1中SDS溶液表面张力变化趋势,可以得出表面张力随浓度变化的大致波动曲线,如图3所示.由图3不难看出,随着SDS溶液浓度的增加,其表面张力值呈逐渐降低趋势,说明其对煤尘的润湿能力逐渐增强.此外,在SDS溶液质量分数达到0.5%之后,随着浓度的继续增加,表面张力值变化趋势趋于平缓,并逐渐稳定在31.0 mN/m左右,说明添加表面活性剂只能在一定程度上降低表面张力,超过这一临界浓度,浓度的继续增大将不再使表面张力有明显改变,此时,其润湿能力也逐渐接近最大值.3.2 SDS对接触角的影响煤的润湿性取决于煤阶,在低煤阶状态,煤表面极性官能团较多,对溶剂润湿性较好,因此,接触角也较小.随着煤阶的增高,官能团数量下降,润湿性也逐渐降低.将表1中接触角的变化反映到折线图中,由图4可以看出:随着SDS溶液浓度的增大,测得的接触角整体均呈不断减小趋势.当SDS溶液浓度增大到0.5%之后,溶液对3种煤样的接触角均达到较小数值,且之后变化减缓,即SDS溶液对煤尘的润湿能力随着溶液浓度的不断增加而增加,当浓度达到0.5%时,接近达到最佳润湿效果.此外,由于煤的种类不同引起的结构差异,溶液对无烟煤的润湿效果要依次强于瘦煤、焦煤.3.3 煤尘的润湿性分析通过表1得出的实验结果,同时结合图3和图4,很明显可以看出清水中加入表面活性剂能有效降低溶剂表面张力以及接触角的大小.通过对比发现,在SDS质量分数为0.5%附近处,溶液接近达到临界胶束浓度,此时,表面张力接近最小值30.5 mN/m,在此浓度之前,随着浓度的增大,表面张力降低趋势明显,此浓度之后,表面张力值趋于稳定.同时,接触角也呈现出类似变化趋势,整体逐步减小,在0.5%浓度之后,减小速率开始变慢.最终,其润湿效果的改变即体现在粉尘的沉降时间上.其中瘦煤、焦煤由低浓度阶段的不沉降增大到0.5%浓度之后的较快沉降,以及无烟煤的沉降速度在该浓度附近达到最快.这说明溶液的表面张力与接触角的变化趋势与其对煤尘的润湿能力的变化基本上是相互呼应的.此外,煤尘的润湿性与其表面结构和官能团具有密切的关系[9].加入表面活性剂可以明显提高对煤尘的润湿效果,表面活性剂浓度及煤尘本身性质是影响煤尘湿润效率的主要因素[10],并且可以看出,其对3种煤样的润湿效果强弱依次为无烟煤、瘦煤、焦煤.1)表面张力的大小是衡量表面活性剂润湿效果的一条重要参考标准,但并不是唯一标准,最佳浓度的确定还需结合其它实验验证.2)向清水中添加表面活性剂可以有效降低表面张力和接触角,从而提高溶液对煤尘的润湿特性,但当达到临界胶束浓度附近时,二者数值均趋于稳定,润湿特性接近达到最大效果,这里SDS溶液的临界胶束浓度约为0.5%.3)表面活性剂浓度及煤尘本身性质是影响煤尘湿润效率的主要因素,不同煤样的结构差异对润湿性有很大影响,煤表面的润湿是一个复杂过程,但明显润湿性依赖于煤的表面性质.4)SDS溶液对实验所用3种煤的润湿性效果强弱依次为无烟煤、瘦煤、焦煤.【相关文献】[1] 杨鹏.综放工作面表面活性剂的降尘技术研究[D].青岛:山东科技大学,2009.[2] 王鹏飞,刘荣华,汤梦,等.煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究[J].煤炭学报,2015,40(9):2124-2130.[3] 郭晓华,蔡卫,马尚权,等.表面活性剂在煤矿防降尘中的应用实验[J].矿业安全与环保,2010,37(3):27-30.[4] 何杰.煤的表面结构与润湿性[J].选煤技术,2000,5(5):13-15.[5] 徐海栋,张雷波,尹立峰,等.化学抑尘剂的研究现状及进展评价[J].天津科技,2015,42(6):10-13.[6] 陈赓良.醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望[J].石油与天然气化工,2003,32(3):134-142.[7] 朱迎新,王淑娟,赵博,等.胺法脱碳系统模拟及吸收剂的选择[J].清华大学学报(自然科学版),2009,49(11):1822-1825.[8] 程卫民,张立军,周刚,等.综放工作面表面活性剂的喷雾降尘实验及其应用[J].山东科技大学学报,2009,28(4):77-81.[9] 孙银宇,聂容春,马帅,等.煤尘润湿性影响因素的研究[J].选煤技术,2013,2(11):31-34.[10] 黄维刚,胡夫,刘楠琴.表面活性剂对煤尘湿润性能的影响研究[J].矿业安全与环保，2010,37(3):4-10.。
表面活性剂复配对煤尘润湿性能影响
表面活性剂复配对煤尘润湿性能影响裴叶;刘荣华;王鹏飞;谭烜昊;苟尚旭;王健【摘要】为研究阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配对煤的润湿性影响,以褐煤和焦煤为研究对象,选取十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和月桂基葡萄糖苷(C12APG)为复配活性剂,通过测量不同浓度溶液表面张力、接触角以及反渗透实验,分析得出2种表面活性剂复配最佳配比和煤尘润湿性能影响因素.结果表明:十二烷基苯磺酸钠的最佳质量分数为0.005％,月桂基葡萄糖苷的最佳质量分数为0.050％;通过3种实验得出最佳配比为SDBS∶C12APG为3∶2;表面活性剂复配后的润湿效果优于单体的表面活性剂;通过接触角实验发现,褐煤的接触角小于焦煤,褐煤的润湿性优于焦煤.【期刊名称】《矿业工程研究》【年(卷),期】2018(033)002【总页数】5页(P46-50)【关键词】表面活性剂复配;最佳质量分数;表面张力;润湿性【作者】裴叶;刘荣华;王鹏飞;谭烜昊;苟尚旭;王健【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TD714矿井粉尘是煤炭生产加工过程中的必然产物,是煤矿的五大灾害之一.粉尘的存在,极大的危害着工作人员的身心健康[1].为了降低粉尘的危害,我国煤矿大多采用喷雾降尘[2].但从目前喷雾技术的发展来看,无论怎样改变喷嘴的基本参数,仍不能使降尘效率有所提高.这是由于水具有很大的表面张力,难以对粉尘进行较好的润湿,要提高降尘效率,就要改变水对粉尘的润湿性.在水中加入表面活性剂,能显著降低水的表面张力,提高润湿效果[3].目前,对表面活性剂润湿性的研究已经取得了很多成果.吴超[4]分析了粉尘润湿性能与不同的表面活性剂离子种类之间的关系,发现阴离子、非离子表面活性剂的润湿性能优于阳离子表面活性剂;杨锦宗等[5]研究了阴离子、非离子表面活性剂复配体系的润湿性能,发现阴-非离子复配体系的表面活性高于单一组分,润湿性能显著增强;杨静[6]开展了煤尘的红外光谱、电泳和正向渗透实验,得出了溶液的气-液表面张力和溶液与煤尘的固-液界面张力是影响溶液对煤尘的润湿性能的关键,且与煤尘的疏水性、表面活性剂的结构相关的结论.由上述研究可以看出,关于不同种类表面活性剂的复配对煤尘润湿性能影响规律方面的研究较少需要进一步探究.鉴于此,本文对SDBS和C12APG这2种表面活性剂进行复配,开展褐煤和焦煤的表面张力、接触角以及沉降实验,探讨表面活性剂的复配对煤尘润湿性能的影响规律.1 实验系统1.1 实验设备实验仪器为Kruss K20型表面张力仪、CA100B接触角测量仪以及自制的反渗透装置,分别用来测定表面张力、煤表面的液滴接触角以及煤尘的反渗透质量.该表面张力仪表面张力测量范围为1～999 mN/m,测量精度为±0.1 mN/m,采用吊片法测量;该接触角测量仪具备0.01°的测试分辨率和0.1°的精度;反渗透实验装置为两端开口的玻璃管,一端用滤纸封口,下端放入玻璃槽.如图1所示,实验设备先进,精度高,可保证测量结果的准确性与可靠性.图1 实验设备1.2 实验样品1.2.1 表面活性剂的选取表面活性剂的选取以无毒无害、无腐蚀、能大幅度降低水的表面张力、不可燃为标准,综合国内外相关研究选出了如下2种性能优质的表面活性剂,并取不同浓度进行复配[7].实验选择的2种表面活性剂:A:十二烷基苯磺酸钠(简称SDBS),阴离子表面活性剂,易溶于水,能显著降低水的表面张力,白色粉末,有良好的润湿性能.B:月桂基葡萄糖苷(简称C12APG),非离子表面活性剂,易溶于水,较易溶于常用有机溶剂,表面张力低、湿润力强、无毒、无害.单一组分的表面活性较阴、非离子复配体系低,原因在于复配体系条件下,水溶液中氢离子与非离子表面活性剂中聚氧乙烯链中的氧原子相结合,致使非离子表面活性剂带一定正电性,则阴离子与非离子表面活性剂相互作用较强[8].SDBS是典型的阴离子表面活性剂,C12APG是新型非离子表面活性剂,可与任何类型的表面活性剂复配,协同效应明显[9],故选取以上2种表面活性剂进行复配.1.2.2 煤样的选取实验所选煤样为广西百色煤矿的褐煤和山西万峰煤矿的焦煤.将2种煤样用粉碎机粉碎,经筛网筛取150 μm以下的煤粉.在进行接触角实验时,将两种煤粉用FW-4A 型粉末压片机以25 MPa压力各压成厚度约2 mm的煤粉压片;在进行反渗透实验时,称取筛选好的煤粉.2种煤样的基本特征见表1.表1 煤样的基本特性 %煤样产地水分Mad挥发分Vad固定碳FCad褐煤广西百色15～60>4060～77焦煤山西万峰0.5～1510～4075～902 实验方案2.1 单体实验采用德国Kruss K20型表面张力仪测定表面张力,确定2种表面活性剂的最佳质量分数.配置0.000 05%,0.000 50%,0.005 00%,0.050 00%,0.500 00%这5个不同质量分数的SDBS溶液和C12APG溶液,编号为1～5,并用清水作为对照组,编号为0,单位为g/L.2.2 复配溶液实验通过对SDBS和C12APG2种表面活性剂表面张力的测定,得出2种溶液的最佳质量分数,用2种溶液的最佳质量分数进行配比,取6种不同的比例,分别是SDBS溶液比C12APG为0︰5,1 ︰4,2 ︰3,3 ︰2,4 ︰1,5 ︰0,编号分别为1～6,并用清水作为对照组,编号为0.第1组是表面张力实验.对6种复配溶液以及清水进行表面张力测定,在测定过程中,为减小实验误差,重复测量3组取平均值.第2组是为接触角实验.用上述6种不同比例的复配溶液在2种煤粉压片上进行接触角实验,并用清水作为对照组.第3组是反渗透实验.使用7组玻璃管,每组2根,玻璃管下端用滤纸封口,每组的2根玻璃管中分别加入一定量的褐煤和焦煤,记录煤粉质量,取上述6种复配溶液,做6组复配溶液的反渗透实验,并用清水作为对照组,每组反渗透时间为10 min,记录不同煤粉在不同复配溶液下吸水质量.3 实验结果与分析3.1 单体表面活性剂最佳质量分数的确定一般来讲,当溶液浓度高于临界胶束浓度(cmc)时,表面张力几乎不再随浓度增加而下降,所以降低表面张力的效能通常以cmc时的表面张力γcmc来表示,即γcmc通常代表了表面活性剂溶液所能达到的最低表明张力[10].表2为所测单体溶液表面张力值,由表2可以看出SDBS溶液和C12APG溶液的表面张力随质量分数变化而变化,用清水作为对照组,不难看出,随着溶液浓度的增加,表面张力呈现下降趋势.当SDBS,C12APG溶液质量分数分别为0.005 00%,0.050 00%时,继续提高溶液浓度表面张力基本维持恒定,然后略有增加,可以看出,表面活性剂浓度的提高对溶液表面张力的降低效果存在某一临界浓度,低于该值时,表面张力随着溶液浓度的增加而减小,高于该值后,表面张力随着溶液浓度的增加而基本维持不变.溶液在临界浓度时,其润湿效果也是最好的,故SDBS溶液的最佳质量分数为0.005 00%,C12APG溶液的最佳质量分数为0.050 00%.3.2 复配溶液湿润性能的测定3.2.1 表面张力实验表3为所测复配溶液表面张力值,从表3可以看出,与清水相比,复配溶液的表面张力明显下降,且6种复配溶液表面张力变化平缓.当复配比为3︰2(SDBS︰C12APG)时,溶液表面张力达到最低点28.9 mN/m,且均小于表2中2种单体表面张力,达到最低点后,复配比4︰1变化至5︰0时,表面张力增加,但始终在29 ～32 mN/m波动.查阅文献知,溶液对煤尘有较好润湿作用的表面张力值范围为35 mN/m以下[4].由表2可知,质量分数为0.005 00%的SDBS溶液和质量分数为0.050 00%的C12APG溶液单体的表面张力均在35 mN/m以下.由表3可知,复配后的表面张力也在35 mN/m以下,但复配比为3︰2(SDBS:C12APG)时出现了最低点28.9mN/m,比2种单体的最佳质量分数都要低.若满足条件复配溶液的表面张力小于2种单体的表面张力,则称复配溶液在降低表面张力的效能方面具有协同效应[10].说明SDBS︰C12APG为3︰2时,该溶液对煤尘有最好的润湿效果.阴/非离子复配溶液的润湿性优于单体的根本原因在于非离子分子插入离子型分子形成的胶束,导致了离子间静电排斥力的降低和胶束界面电荷密度降低,因而使离子型表面活性剂分子进入胶束所需的功减小[10].表2 单体表面张力实验数据溶液类别试剂编号浓度/%表面张力/(mN/m)第1次第2次第3次表面张力平均值/(mN/m)清水00.0000074.674.674.674.6SDBS10.000 0553.353.453.553.420.0005047.647.948.548.030.005 0029.729.929.829.840.0500030.130.030.230.150.500 0030.230.230.230.2C12APG10.0000553.453.553.953.620.000 5048.949.950.949.930.0050039.039.139.239.140.050 0029.929.729.529.750.500 0030.830.430.630.6 表3 复配溶液表面张力实验数据试剂编号SDBS︰C12APG表面张力/(mN/m)第1次第2次第3次表面张力平均值/(mN/m)0074.674.674.674.610︰530.530.530.530.521︰430.430.330.530.432︰329.629.429.629.543︰229.028.928.928.954︰129.229.129.229.265︰031.031.731.831.53.2.2 接触角实验图2 复配溶液对2种煤样接触角的对比煤阶是影响煤润湿性能的关键因素.在低煤阶条件下煤表面极性官能团较多,溶剂对煤的润湿性较好,此时接触角也较小.若煤阶增高,润湿性会随着官能团数量下降而降低[3].图2是复配溶液对两种煤样接触角的对比图.从图2中我们可以明显的看出,褐煤的接触角远小于焦煤的接触角,说明褐煤的润湿效果比焦煤的润湿效果要强.这是由于2种煤的煤阶不同,官能团数量不一样,所以复配溶液对两种煤的润湿性不同.随着配比的变化,2种煤样的接触角出现较大的波动,上下反复,并没有一定的规律性,但2种煤样在SDBS︰C12APG为3︰2时,都出现最小值,之后接触角呈上升趋势,即复配溶液对煤尘的润湿能力在SDBS︰C12APG为3︰2时,接近达到最佳润湿效果.阴/非离子复配溶液对煤尘润湿性能优于单一表面活性剂是因为阴/非离子混合体系的吸附也具有增效作用,在带正电荷的表面,阴离子表面为主动,非离子表面为被动[10],产生了协同作用,因而接触角减小.3.2.3 反渗透实验图3 复配溶液对2种煤样反渗透质量的对比把配置好的复配溶液和煤粉置于滤纸的两侧,复配溶液将自然穿过滤纸自发地向煤粉一侧流动,将反渗透前和反渗透后的质量进行称重,得到的质量差便是反渗透实验结果[11].质量差越大,说明润湿性能越好.图3是复配溶液对两种煤样反渗透质量的对比图,从图3不难看出,褐煤的反渗透质量总是大于焦煤的反渗透质量,说明褐煤在每一种配比下的润湿性都要比焦煤好.由于煤阶的差异,两种煤样的润湿性存在很大差异.随着配比的变化,褐煤与焦煤的质量变化都无明显规律,但在SDBS︰C12APG为3︰2时,达到最高点,质量最大,表明在这个配比下,2种煤的润湿性都最好.4 结论1)SDBS和C12APG的最佳质量分数分别为0.005 00%和0.050 00%.2)由表面张力、接触角以及反渗透实验可以确定溶液复配性能优于单体,且SDBS 和C12APG复配的最佳配比是SDBS︰C12APG为3︰2,此时润湿性最好.3)对比2种煤样的接触角实验发现,褐煤的接触角小于焦煤,褐煤的润湿性优于焦煤. 参考文献:【相关文献】[1] 杨鹏.综放工作面表面活性剂的降尘技术研究[D].青岛:山东科技大学,2009.[2] 王鹏飞,刘荣华,汤梦,等.煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究[J].煤矿学报,2015,40(9):2124-2130.[3] 苟尚旭,刘荣华,王鹏飞,等.表面活性剂对煤的润湿性影响[J].矿业工程研究,2016,31(4):24-27.[4] 吴超.化学抑尘[M].长沙:中南大学出版社,2003.[5] 杨景宗,张淑芬.表面活性剂的复配及其工业应用[J].日用化工工业,1999,7(2):26-32.[6] 杨静,谭允祯,王振华,等.煤尘表面特性及润湿机理的研究[J].煤炭学报,2007,32(7):37-740.[7] 桂哲,刘荣华,王鹏飞,等.表面活性剂对煤尘润湿性能的影响[J].黑龙江科技学报,2016,26(5):513-517.[8] 李芳田,王德山,黄敏.阴离子/非离子表面活性剂复配体系的稠油降黏性能研究[J].化工石油进展,2005,6(6):18-20.[9] 邹利宏,方云,吕栓锁.阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用[J].日用化学工业,2001,5(31):37-40.[10] 崔正刚.表面活性剂、胶体与界面化学基础[M].北京:化学工业出版社,2012.[11] 张建,邱宇,于道永.同步荧光光谱法测定十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度[J].应用化学,2009,26(12):1480-1483.。
【精品】表面活性剂在煤炭工业中的应用
【关键字】精品表面活性剂在煤炭工业中的应用随着人们对低碳经济和全球气候的关注，煤炭能源的合理利用和节能减排措施越来越显得重要，介绍有关将是非常必要和适时的。
表面活性剂已在煤加工技术中应用了很长一段时期，但是对于一些基本现象的基础研究才刚刚开始。
目前，由于能源问题日益紧张，因而促进了表面活性剂在煤加工技术中应用的广泛研究，许多实验室已取得了进展并研制出了一系列产品。
下面将分别讨论这些应用。
煤表面的润湿Fuller等人在煤的结构化学研究中阐述了煤表面的多相性。
由浸渍热研究证实：低品位煤比高品位煤吸水性大，从而加入的极性质点也多。
矿物质与极性液体如水的作用很强烈。
因而释放出较高的浸渍热。
煤用碱腐蚀后，结构显著松散，硫化试剂浸入的机会大大增加。
煤在液体中的润湿热可认为是煤转化过程中对该试剂亲和性大小的量度。
煤润湿后建立平衡状态的速率能用微型量热计示踪测定。
例如，Wightman等人通过对C1—C12的正构乙醇同系物的研究证明：平衡态建立的时间随着乙醇链长的增加而增加。
并建议通过增长乙醇链长而降低润湿热，以限制润湿热加入煤结构的穿透率。
对于不同种类的煤，测定其细小煤粒与水的界面张力和接触角，对煤的定向浮选工艺以及更有价值的油/煤型浓集燃料的制作技术是很有意义的。
在过去还没有测定不规则细小煤粒接触角的合适方法。
而最近，Neumann等人开发了一种测定次煤烟微粒(与水)接触角的新技术。
这项方法考察了粒度在25—300微米范围内的煤微粒在凝固作用前一定量的易凝固物、或者换句话说，基体物质如萘、联苯和邻苯基苯酚等等的溶解特性，并定量地解释了凝固作用前期易凝固基体物质对煤粒的浸渍或抑制作用。
Neumann等人用浸润技术证实：煤的润浸特性取决于它的碳含量、灰分含量和矿物杂质含量。
此外，通过添加表面活性剂使亲水性的煤变成较强疏水性的煤。
这是煤粒进行浮选的必要条件。
煤除尘利用表面活性剂水溶液改善煤粒的浸润性对于煤粉尘的控制具有重要的现实意义。
新型表面活性剂溶液对煤尘的润湿性能研究130305
新型表面活性剂溶液对煤尘的润湿性能研究蒋海波①②高级工程师肖跃龙②（①武汉理工大学，武汉；②湖南安全技术职业学院，长沙410151）Study on the wetting property to coal dust of a novel surfactantsolutionJIANG Hai-bo①②senior engineer ; XIAO Yue-long②(①Wuhan University Of Technology, Wuhan, 430070；②Hunan Vocational Institute of Safety Technology,Changsha 410151 )学科分类与代码：620.4010 中图分类号: X964资助项目：湖南煤矿安全生产关键技术重大专项【摘要】本文使用聚醚改性硅油YPR-2101溶液研究其对煤尘的润湿性能。
Walker实验结果表明，YPR-2101溶液润湿煤尘的能力非常强，尤其在临界胶束浓度（CMC）范围内，其润湿性能均大大优于SDBS 和TX-100；同时研究了加入氯化钠以及与SDBS 或TX-100复配等因素对YPR-2101溶液润湿性能的影响，实验结果表明，当YPR-2101与SDBS以3：2复配（总浓度为0.5 g·L-1）时，所得混合溶液对煤尘的润湿效果达到最佳，最大润湿速度为9.84 mg/s。
【Abstract】YPR-2101solution which belongs to polyether modified silicone oil was used to study its wetting property to coal dust. The results of walker experiment show that, YPR-2101 solution has a strong ability to wet coal dust, especially in the range of the critical micelle concentration (CMC), its wetting property is much better than SDBS and TX-100. The influence of factors such as adding sodium chloride and complexed with SDBS or TX-100 on the wetting property of YPR-2101 solution was also studied. Experimental results show that, the best effect of wetting coal dust can be reached when YPR-2101 is compound ed with SDBS with the ratio of 3:2 (the total concentration is 0.5 g•L-1), and the maximum wetting speed is 9.84 mg/s.【关键词】表面活性剂；聚醚改性硅油；煤尘；润湿性能【Key words】Surfactant; Polyether modified silicone oil; Coal dust; Wetting property0 引言煤尘是在采煤过程中产生的细微颗粒的煤炭粉尘。
表面活性剂对煤尘湿润性能的影响研究
屋
营
质量分数／ ％
盘
２ Ｏ Ｏ １Ｏ ６
（） 面活性剂Ｄ ｂ表
表 面活性 剂质 量分数， ％
表 １ 实 验 煤 样 工 业分 析结 果 ％
问， 即为煤尘 沉 降时 间。
２ 实 验研 究 与分 析
２ １ 湿 润性 能 比较 ．
根据 实际需要 ， 将表 面活性剂 质量 分数分 别设 定
为 ０ ０ ％ ， ． ４ ，． ６ ， ． ８ ， ．０ ，． ２ ， ． ２ ０ ０ ％ ０ ｏ ％ ０ ０ ％ ０ １％ ０ １ ％ ０ １ ％ ，． ０ ，． ０ ，． ０ ，．０ 共 １ 组 。 以 ．５ ０ ２ ％ ０ ３ ％ ０ ５ ％ １ ０ ％ １ １ ２ 实验试 剂 ．
１ ４ 测量方 法 ．
济、 高效 、 安全 、 环保的湿润剂材料 。此外 ， 通过实验
对煤 尘湿 润性 能 的影 响 因素 进 行 了分 析 总结 ， 对 并 其 湿润 机理进 行 了一 定程 度 的探讨 。
表面 活性剂 的湿 润性 能 以测 量 煤尘 沉 降 时间 为 主 ， 用 Ｍ ０－ １９ ￣ 用降 尘剂 性能 测定 方法 》 采 Ｔ５６ ９６ 矿
一
项积极 、 效 的煤 矿综合 降尘 和防尘 方 法 ， 有 已经成 为欧美 等 国家 防治煤 尘 的重要 手 段 。我 国 的煤 尘 湿
润技术发展始于 ２ ０世纪 ７ ０年代 ，０年代以后得到 ８ 了较为迅 速 的发 展 。虽 然 涌现 出不 少 研究 成 果 ， 但 在湿润剂成本控制、 机理研究 等方面仍有待更深入 的研究 和探索 Ｊ 。笔 者选取 了常见 的几 种表 面 活
表 ２ 湿 润实验 中采用 的表面活・ 陛剂
试剂编号 有效成分／ ％ 备 注
表面活性剂复配对煤尘润湿性能影响
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表面活性剂复配对煤尘润湿性能影响
裴叶$ 刘荣华$" 王鹏飞$" 谭?昊$ 苟尚旭$ 王健$
关键词表面活性剂复配最佳质量分数表面张力润湿性 中图分类号;<7$8&&&文献标志码=&&&文章编号$'7"9>$#" "#$% #"9##8'9#2
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摘&要为研究阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配对煤的润湿性影响以褐煤和焦煤为研究对象选取十二 烷基苯磺酸钠 J<_J 和月桂基葡萄糖苷 I$"=WX 为复配活性剂通过测量不同浓度溶液表面张力接触角以及反渗透实 验分析得出 " 种表面活性剂复配最佳配比和煤尘润湿性能影响因素+结果表明十二烷基苯磺酸钠的最佳质量分数为 #h##2d月桂基葡萄糖苷的最佳质量分数为 #+#2#d通过 ! 种实验得出最佳配比为 J<_J I$"=WX为 ! "表面活性剂 复配后的润湿效果优于单体的表面活性剂通过接触角实验发现褐煤的接触角小于焦煤褐煤的润湿性优于焦煤+
煤尘润湿性影响因素的研究
煤尘润湿性影响因素的研究孙银宇;聂容春;马帅;张林林【摘要】试验以望峰岗原煤和祁东原煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、减水剂NF和吐温-80,通过接触角实验、红外光谱实验以及表面张力实验,研究了煤尘润湿性的影响因素.研究表明,表面活性剂水溶液对煤尘润湿性的影响与溶液的种类、浓度和表面张力以及煤样表面结构等因素密切相关.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P31-34)【关键词】煤尘;润湿性;影响因素;接触角;表面张力;表面活性剂【作者】孙银宇;聂容春;马帅;张林林【作者单位】安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TD714煤炭开采和生产的过程中产生了大量的煤尘，不仅威胁着煤矿的安全生产，而且煤矿工人吸入煤尘将导致尘肺病，因此煤矿除尘一直是人们关注的热点［1－3］。
矿物表面沾水的性质叫矿物表面的润湿性。
易被水润湿的矿物称亲水性矿物，不易被水润湿的矿物称疏水性矿物［4］。
煤的润湿性是煤的一项重要的物理化学性质，煤的这一特性在选煤技术、煤层注水防尘、煤矿开采及安全中都有着重要作用［5］。
大多数煤具有疏水性的表面，不易被水润湿，给煤矿降尘带来了困难［6］，只有加入合适的表面活性剂才能降低煤的表面能，增加煤的润湿性［7－9］。
文章通过研究煤尘表面结构和添加表面活性剂等，对望峰岗原煤和祁东原煤的润湿性影响因素进行系统地研究，阐述了该地区煤的润湿性，为煤矿除尘奠定了理论基础。
1 试验部分1.1 煤尘样品的试剂及仪器试验所用煤尘取自望峰岗原煤和祁东原煤，研磨后过0.15 mm的标准筛作为样品。
实验所用的表面活性剂有:十二烷基苯磺酸钠 (上海双龙化学品厂)，十二烷基硫酸钠 (天津市博迪化工有限公司)，吐温－80(无锡市展望化工试剂有限公司)，减水剂NF(安徽淮河化工股份有限公司)。
试验所用主要仪器有:SL200系列光学动/静态接触角仪 (美国科诺工业有限公司)，BY81－CCA－100接触角张力仪 (北京中西远大科技有限公司)，MAGNA－IR750傅里叶变换红外光谱仪(美国尼高力仪器公司)。
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表面活性剂对煤尘润湿性能的影响简桂哲;刘荣华;王鹏飞;苟尚旭;舒威;谭烜昊【摘要】为了研究表面活性剂润湿机理,减小煤矿喷雾降尘用水的表面张力,增强煤尘的湿润能力,采用对比分析方法,选择四种常用的表面活性剂和三种煤样,通过表面张力、接触角以及沉降实验,研究煤尘润湿性的影响因素。
结果表明:表面活性剂的润湿性能随质量分数的增加而增强,其中非离子表面活性剂OP-10的润湿性最佳;表面张力、接触角及沉降时间都只是评价表面活性剂润湿性的一个必要因素,而不是决定因素,其中SDBS溶液的表面张力较OP-10的要低,但从接触角大小和沉降时间看OP-10的润湿性较SDBS强;无烟煤的可润湿性能比焦煤和瘦煤要好,一般表面活性剂在较低浓度就可以较好润湿无烟煤,但对于焦煤和瘦煤,所选用的浓度要较高。
【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P513-517)【关键词】表面活性剂;表面张力;接触角;沉降;润湿性【作者】桂哲;刘荣华;王鹏飞;苟尚旭;舒威;谭烜昊【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TD71420世纪90年代以来，随着煤矿开采强度的不断增加和机械化程度的不断提高，井下采掘工作面的粉尘浓度剧增，高达2 500～3 000 mg/m3，作业环境严重恶化，极大威胁着矿井的安全生产和工人的身心健康。
采用喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点，在煤矿井下得到广泛应用[1-4]。
一般防尘用水大多为清水，虽然简便经济，但由于煤的表面含有大量的憎水非极性基团，使其有一定疏水性，且水的表面张力较大，导致清水无法有效的润湿粉尘颗粒。
在液体介质中添加一定的表面活性剂可以降低其表面张力，有效地降低液体的表面能，利于粉尘的润湿。
因此，研究表面活性剂对煤尘的润湿性能的影响，有助于增强对煤尘的润湿和捕集[5-10]。
近年，国内学者相继开展了有关表面活性剂润湿性的大量工作。
吴超[11]等对阴离子、阳离子及非离子表面活性剂对粉尘润湿能力的改善程度，以及添加适量Na2SO4对表面活性剂表面活性的影响，做了大量研究，结果显示阴离子和非离子表面活性剂的润湿性能优于阳离子表面活性剂，适量Na2SO4对阴离子表面活性剂表面活性的影响较明显；何杰[12]深入探讨了使用不同种类的表面活性剂在不同浓度以及溶液的pH对煤的润湿性的影响，发现煤表面的润湿是一复杂过程，煤的表面结构是影响润湿的内因，而表面活性物质及其初始浓度等因素则明显影响着煤表面的润湿行为，但这种影响又明显依赖于煤的表面性质；杨静等[13]为了研究煤的表面物理化学性质对煤的润湿性的影响，对煤尘进行了FTIR分析、电位实验、接触角实验以及沉降实验，结果表明煤尘的润湿性取决于气液界面张力、气固界面张力以及液固界面张力的大小，并且煤尘的表面电性以及添加的表面活性剂的结构和性质都对煤的润湿性有重要的影响。
目前，关于表面活性剂对不同煤质的润湿性能影响的研究文献较少。
笔者试采用用途较广的阴离子、非离子两类表面活性剂，针对无烟煤、焦煤和瘦煤，进行表面张力、接触角和沉降实验，研究表面活性剂及煤质对煤尘的润湿性能的影响。
1.1 仪器和材料实验系统包括三个部分：测定表面张力的Kruss K20型表面张力仪，测定接触角的CA100B接触角测量仪，沉降实验用比色管。
实验选择有代表性的三种煤样；湖南兴源煤矿的无烟煤、贵州发耳煤矿的焦煤和山西万峰煤矿的瘦煤。
将煤粉用粉碎机粉碎，经149 μm的筛子筛取细煤粉作为实验煤样。
本着无毒无害、生物降解性好、低温不结晶、无沉淀和盐析现象、能大幅度降低水的表面张力、保存时间长且理化性质不变、不可燃、对金属和橡胶无腐蚀、成本低且运输方便的原则，在参考国内外有关降尘用表面活性剂配方、专利及相关学术论文的基础上，从现有的表面活性剂中优选了用途较广的阴离子、非离子两类表面活性剂，四种试剂进行实验，如表1所示。
1.2 方案第一组实验为表面张力实验，使用德国Kruss K20型表面张力仪，分别对四种表面活性剂在不同质量分数下的表面张力进行测定，测量三组取平均值。
该表面张力仪采用吊片法测量，表面张力测量范围为1～999 mN/m，测量精度为±0.1mN/m，可在内置控制板上显示测量结果。
第二组实验为接触角实验，使用国产的CA100B型接触角测量仪，取300 mg煤粉装在模具中，用FW-4A型粉末压片机加压到30 MPa，保持1 min，制成φ15 mm×3 mm的煤粉压片，然后分别对四种表面活性剂的不同质量分数溶液在三种煤粉压片上的接触角进行测量。
该接触角测量仪全自动进样，测试分辨率为0.01°，测试精度0.1°。
第三组实验为沉降实验，使用一组比色管，将200 mg煤尘倒在液面上，使尘粒原有固-气界面被固-液界面取代逐渐完成，记录下粉煤沉降到液面以下所需的时间。
2.1 表面张力实验表面活性剂由极性亲水基和非极性疏水基组成，表面活性剂溶于水中时，由于疏水效应，其亲水基插入水中，疏水基伸向空气中，表面活性剂分子在水溶液表面形成定向界面吸附层，水溶液表面由较低表面自由能的非极性分子代替，导致水溶液表面张力降低。
当表面活性剂浓度增加到临界胶束浓度时，溶液的界面吸附达到饱和，表面张力保持不变。
一方面，表面活性剂的表面张力要较小，如果表面活性剂溶液的表面张力较大，就不能对矿尘进行较好的润湿，降尘效果不佳；另一方面，表面活性剂的临界胶束浓度不能过高，为了有效降低矿井采掘面的粉尘浓度，就必须加大试剂用量，造成成本增加。
从表2可以看出，这些溶液的质量分数在达到0.005 00%前，表面张力会有一个明显下降，当溶液质量分数达到0.050 00%后，表面活性降到最低，下降趋势趋于缓和，这说明四种表面活性剂溶液的临界胶束浓度均在0.005 00%～0.050 00%。
对于这四种表面活性剂单体溶液，当质量分数在0～0.005 00%变化时，这四种表面活性剂溶液的表面张力在46.4～72.3 mN/m变化，表面张力的变化幅度较大；当溶液质量分数继续增加到0.005 00%、0.05 00%、0.500 00%时，溶液的界面吸附逐渐达到饱和，表面张力的变化幅度逐渐减缓。
表面活性剂SDBS、OP-10的临界胶束浓度约为0.005 00%，而Tween-80和SDS的临界胶束浓度较高，约为0.050 00%。
在其质量分数为0.050 00%时，Tween-80溶液的表面张力高达40.8 mN/m，其他三种单体溶液的表面张力在28.8～31.9 mN/m，其中SDBS表面活性剂溶液的表面张力达到最低28.8 mN/m，表面活性最强。
相关研究表明，只有当溶液表面张力降低到约35 mN/m时，该试剂才可能对煤尘有较好的润湿性[14]。
这四种表面活性剂的质量分数超过0.005 00%时，溶液可以达到较好的湿润效果，不同表面活性剂溶液在相同的表面活性下，表面活性剂SDBS的浓度最低，Tween-80最高，可知这四种表面活性剂的表面活性大小为SDBS>SDS>OP-10>Tween-80。
2.2 接触角实验接触角反映了液体分子与固体表面的润湿作用，润湿作用越强越易于在固体表面上铺展开来，接触角趋于较小值。
图1是SDBS表面活性剂溶液在瘦煤压片上的接触角。
表3和图2是不同表面活性剂溶液在不同煤样压片上的接触角。
由表3和图2可以得出，四种表面活性剂单体溶液在三种煤样压片上的接触角随溶液浓度的增加而降低，即随着溶液浓度的增加，接触角越小，溶液在压片表面上越易铺展开来，溶液对煤样压片的润湿性也越强。
这四种表面活性剂溶液对无烟煤的润湿能力要强于焦煤和瘦煤。
例如清水在无烟煤压片上的接触角在38.22°～40.12°，其平均值为39.17°，远小于清水在焦煤和瘦煤压片上接触角的平均值71.08°、68.14°；在SDBS表面活性剂溶液浓度为0.005 00%时，无烟煤、焦煤和瘦煤压片上的接触角分别为25.63°、56.15°、52.01°，其他三种表面活性剂在无烟煤上的接触角也是最小的，可以看出无烟煤的可润湿性最强；随着表面活性剂浓度的增加，四种表面活性剂溶液的接触角呈现为不断减小的趋势，所选的表面活性剂具有普适性，都能够在一定程度上增加对煤尘的润湿性。
从图2可以看出，相较于表面活性剂SDBS、SDS、Tween-80，表面活性剂OP-10溶液在无烟煤、焦煤、瘦煤三种煤粉压片的接触角最小，即表面活性剂OP-10的表面活性强，容易在固体表面发生吸附，润湿性能最好。
在质量分数为0.050 00%时，表面活性剂OP-10溶液在无烟煤、焦煤和瘦煤压片上的接触角最小，分别为16.90°、30.65°、31.02°，而表面活性剂Tween-80溶液在无烟煤、焦煤和瘦煤压片上的接触角最大，分别为26.69°、55.30°、56.72°。
OP-10和Tween-80同为非离子表面活性剂，但对煤粉的润湿性却有很大差别，主要与煤尘本身含有的芳香烃和脂肪烃等极性基团有关[13,15]。
2.3 沉降实验记录煤粉全部沉入表面活性剂溶液所需的时间，即为煤尘沉降时间。
实验所需的沉降时间最短，则润湿性能最好。
表4给出了煤粉在表面活性剂溶液中的沉降情况，其中，不沉降指沉降时间过长，无明显对比效果。
由表4可以看出，这四种表面活性剂溶液的润湿性随着质量分数的增加而增强，所选三种煤样的煤粉沉降时间都随溶液的质量分数的增加而缩短，如无烟煤煤粉沉降时间由最初的6～7 min缩短为3～8 s，焦煤和瘦煤煤粉由最开始的不沉降缩短到有明显的可润湿性；其中无烟煤煤粉的沉降时间相较于焦煤和瘦煤煤粉的沉降时间要快，而且在质量分数达到0.050 00%时，无烟煤煤粉的沉降时间达到最短的几秒钟，而后保持不变，焦煤和无烟煤煤粉在这四种表面活性剂低浓度溶液中的沉降时间过长，在高浓度溶液中才有明显的可润湿性。
Tween-80表面活性剂溶液的润湿性能最差，OP-10表面活性剂溶液的润湿性能相对来说最好，SDBS和SDS次之。
(1)表面活性剂的润湿性能随质量分数的增加而增强，其中非离子表面活性剂OP-10的润湿性最佳，优于阴离子表面活性剂SDBS和SDS，但并不是所有的非离子表面活性剂的润湿性强于阴离子表面活性剂，表面活性剂的润湿性不仅和种类有关，还和所湿润的固体表面有关。
(2)表面张力、接触角及沉降时间都只是评价表面活性剂润湿性的一个必要因素，而不是决定因素，其中SDBS的表面张力较OP-10的要低，但从接触角大小和沉降时间看出OP-10的润湿性较SDBS的要强。