[发明专利]一种评价表面活性剂抑尘效果的方法

说明书

本发明提供一种评价表面活性剂抑尘效果的方法，该方法通过原子力显微镜实验，得到不同浓度表面活性剂溶液对煤表面电势分布规律的影响，该方法包括：步骤1，制备煤样和配制表面活性剂溶液，取原煤后在磨抛机上研磨至原子力显微镜实验要求的尺寸和光滑程度，表面起伏不超过1μm。选择十二烷基苯环酸钠表面活性剂；步骤2，选择开尔文原子力显微镜模式，得到不同浓度表面活性剂溶液浸泡下的煤表面电势的分布信息；步骤3，通过NanoScope Analysis软件得到不同处理条件下的煤表面电势分布图；步骤4，对煤表面电势分布图进行数据处理，利用MATLAB软件通过不同的程序提取表面电势分布图上分布信息，得到煤表面电势面积占比分布图；步骤5，通过表面活性剂溶液对煤表面电势分布的影响规律，得到评价表面活性剂抑尘效果的方法。该发明为评价表面活性剂溶液的抑尘效果提供了一种可行方法，在防止煤尘爆炸等井下灾害事故中有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于表面活性剂抑尘效果评定的技术领域，涉及一种通过测量不同浓度表面活性剂溶液处理条件下的煤微观表面电势分布的变化规律，尤其涉及通过原子力显微镜测定纳米尺度下的煤微观表面电势分布的方法。

技术背景

煤尘是煤矿生产过程中不可避免的产物，具有爆炸和尘肺病危害，是煤矿的五大灾害之一。因此，煤尘防治一直是煤矿行业的研究热点。近年来，表面活性剂在煤尘治理过程中得到了广泛的应用，研究表明表面活性剂能有效提高煤尘治理效率，国内外学者们通过测定表面活性剂在使用过程中的接触角和表面张力等参数来评价表面活性剂的抑尘效果。然而，研究表明表面活性剂同时会对煤表面电势产生影响，因此煤表面电势分布的变化规律能够有效的评价表面活性剂的抑尘效果。本发明主要是从表面活性剂溶液的抑尘效果出发，提出了一种通过测定不同处理条件下的煤表面电势分布变化规律来评价表面活性剂的抑尘效果，丰富了目前评价表面活性剂抑尘效果的方法。

发明内容

为了丰富评价表面活性剂抑尘效果的方法，本发明提出了一种通过测定不同处理条件下的煤微观表面电势分布变化规律来评价表面活性剂抑尘效果的方法，应用原子力显微镜技术测量纳米尺度下的煤表面电势分布的信息，并通过NanoScope Analysis软件得到煤表面电势分布图，得到煤表面电势变化规律，本发明适用于评价表面活性剂的抑尘效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种评价表面活性剂抑尘效果的方法，其特征在于：本方法基于原子力显微镜技术的开尔文原子力显微镜模块，得到不同处理条件下的煤表面电势的分布规律，包括如下步骤：

步骤1、制备符合原子力显微镜实验的煤样，配制不同浓度的表面活性剂溶液，将煤样分为五组，干燥煤样，蒸馏水浸泡煤样和三种不同浓度表面活性剂溶液浸泡煤样；

步骤2、选择原子力显微镜的开尔文原子力显微镜模式，测定不同处理条件下的煤表面电势分布的信息；

步骤3、通过NanoScope Analysis软件，通过Flatten命令对煤表面电势分布图进行二阶处理，得到不同处理条件下的煤表面电势的分布图；

步骤4、基于步骤3中得到的表面电势分布图，通过MATLAB软件，利用不同的程序得到表面电势不同区间的表面电势占总的表面电势的比例，绘制煤表面电势面积占比分布图；

步骤5、得到不同处理条件下的煤表面电势的分布规律，通过煤表面电势的分布规律，以此来得到评价表面活性剂抑尘效果的方法。

本发明所述的评价表面活性剂抑尘效果的方法与传统的表征方法相比，从纳米尺度上测定了表面活性剂对煤表面电势分布规律的影响，利用不同处理条件下的煤表面电势分布来评价表面活性剂的抑尘效果对于丰富评定表面活性剂抑尘效果的方法具体有现实的意义。

作为本发明的一种技术方案，所述步骤1中煤样制备和表面活性剂溶液配制包括：煤样切割、煤样研磨和表面活性剂溶液配制，得到原子力显微镜实验所需要的不同处理条件下的煤样。