煤炭学报

作者：岳基伟, 廖杰, 张雷林, 石必明, 韩奇峻, 申晓静, 梁跃辉, 马树俊, 王俏, 李永鹏,

关键词：微纳米气泡水, 微观润湿体系, 循环制备时间, 粉尘治理, 煤分子结构模型,

煤尘严重威胁着矿工的职业安全与健康，煤低表面能的特性造成煤尘难以被水润湿，通常在水中加入表面活性剂提高煤尘的润湿效果，但使用表面活性剂可能存在着成本增加、污染水体、破坏局部生态平衡等问题。微纳米气泡水具有低表面张力的特性，然而微纳米气泡水对煤体的润湿特性及其增润机制尚不清楚，这限制着微纳米气泡水的工业性应用。基于此，研究了微纳米气泡水对煤体的润湿特性，揭示了微纳米气泡水对煤体的增润机制，结果表明：微纳米气泡水的散射光强、溶氧量、ζ电位及表面张力随微纳米气泡水的循环制备时间呈先增加后减小的趋势，15 min时达到最大值，制备时间过长会导致气泡相互兼并。基于微纳米气泡水处理前后煤的工业分析、元素分析、核磁共振碳谱(13C-NMR)分析、傅里叶红外变换光谱(FTIR)分析及X射线光电子能谱(XPS)分析结果，建立了微纳米气泡水浸润前后煤的分子结构模型，分子式分别为C106H64N2O5和C105H70N2O6，桥碳比均为0.48，其与微纳米气泡水处理前后13C-NMR图谱所计算的桥碳比0.475和0.476一致；微纳米气泡水处理后的煤，煤分子中含有羧基，其与FTIR、XPS分析结果一致；对于微纳米气泡水处理后的煤水微观润湿体系，煤水交界面以下水分子相对浓度较大，煤水交界面以上水分子相对浓度峰值较小，水分子的聚集程度高，分散程度小，煤与水的相互作用能大，煤水接触角小，微纳米气泡水能够提高对煤体的润湿效果；随着润湿时间的增加，煤水之间的接触角随之减小，接触面的宽度逐渐增加。

来源：2026年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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