来源：期刊VIP网 时间：
作者：肖旸;刘凯;刘建国;佟林全;付超;曹勇;
单位：西安科技大学安全科学与工程学院;北京科技大学大安全科学研究院;国家卫生健康委职业安全卫生研究中心;国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室;
摘要：研究旨在探究氧化铝(Al_2O_3)纳米颗粒与非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚,AEO-9)对煤尘润湿性的协同效应。通过表面张力测试和接触角测量,评估了不同浓度纳米流体对煤尘润湿性能的影响。为深入理解其微观机制,采用分子动力学模拟,研究了Al_2O_3纳米颗粒对纯水、低浓度AEO-9和高浓度AEO-9体系中吸附构型、相对浓度分布、氢键作用和水分子均方位移的影响。结果显示,纳米颗粒和表面活性剂单独使用均能增强煤的润湿性。纳米颗粒的引入降低了低浓度AEO-9对煤尘的润湿能力,却在高浓度AEO-9体系中表现出显著的协同增效作用,进一步提升了煤的润湿性。在高浓度纳米活性流体作用下,煤-水界面张力最低可达27.53 mN/m,接触角减小至16.65°。纳米颗粒在高浓度AEO-9吸附平衡构型中的位置远低于低浓度AEO-9体系,且吸附层厚度、水分子扩散系数和新产生氢键数量进一步提升。纳米颗粒的高表面活性及强吸附性是协同润湿煤尘的关键机制。研究为开发新型纳米抑尘剂和煤层注水增注剂提供了理论基础和参考。
关键词：安全卫生工程技术;;非离子表面活性剂;;纳米流体;;润湿性;;分子动力学
基金资助：国家自然科学基金项目(52474205,52204198);; 国家重点研发计划课题(2022YFC2903901);; 国家卫生健康委职业安全卫生研究中心自管科研项目(ZY 2023 ZD01 01)
