机械化学方法制备黄铁矿催化剂颗粒间界面作用研究.pdf

2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年6 期 机械化学方法制备黄铁矿催化剂 颗粒间界面作用研究 尹周澜，丁治英，陈启元 中南大学化学化工学院，湖南长沙4 1 0 0 8 3 摘要采用机械化学的方法制备了焊直接液化用黄铁矿徨化荆，研究了有、无分散剂作用下黄铁矿在非 极性有机彳广质 庚烷 中的分散行为厦界面作用，井采用D L V O 理论分析了黄铁矿颗粒在非极性有机体 系中的凝聚、分散行为．研究表明，十八酸和十八醇作为分散剂能显著提高黄铁矿在庚烷中的分散性； 极性分散荆作用后，黄铁矿一庚烷体系中不存在极性界面作用能，范德华能起主导作用． 关键词界面作用；D L V O 理论1 分散 中围分类号T F l 2 57文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 7 1 0 5 - - 0 0 0 2 0 5 S t u d yo nI n t e r a c t i o na m o n gP y r i t eC a t a l y s tP a r t i c l e s U s e di nD i r e c tC o a lL i q u e f a c t i o n Y I NZ h o u l a n ，D I N GZ h iy i n g ．C H E NQ iy u a n 鳅m I Ⅻ 脚a 圳o nm m Ⅲ咖m 图4 黄铁矿在庚烷中的E D L V O 势能曲线 F i g 4E D L V Op o t e n t i a le n e r g yc u r v 8f o r p y r i t ep a r t i c l e si nh e p t a n e 2 ．2 ．4 分散剂作用下黄铁矿在庚烷中的相互作用 分散剂作用下黄铁矿几乎为非极性物质．因此 黄铁矿一庚烷体系中的极性界面作用为零，此时不 存在疏液作用能．范德华作用能在体系中起主导作 用。 图5 是在黄铁矿一庚烷体系中添加十八酸、十 八醇的D L V O 势能曲线。由图5 可以看出，黄铁矿 颗粒间的相互作用仍为吸引力，粒子问易团聚．尤其 是当粒子间距小于3r i m 时，吸引力很大。但加入 分散剂使颗粒问相互作用能显著减弱．提高了黄铁 矿颗粒在庚烷中的分散稳定性。另外，曲线还表明 以十八醇为分散剂的体系较稳定，黄铁矿在此体系 中较易分散。 图5 分散剂作用下黄铁矿在庚烷中的 D L V O 势能曲线 F i g ．5 D L V Op o t e n i a le n e r g yc u r v e sf o rp y r i t e p a r t i c l e si nh e p t a n ew i t hd i s p e r s a n t s 3 结论 煤直接液化用黄铁矿催化剂颗粒在非极性有机 介质 庚烷 中的分散稳定性差。加入十八酸和十八 醇后其分散稳定性显著提高，十八醇更有利于提高 黄铁矿在庚烷介质中的分散稳定性，为开发性能良 好的煤直接液化用催化剂提供良好的理论依据。对 于极性分散剂作用后的疏液性矿物，黄铁矿一庚烷 体系中不存在极性界面作用能，范德华能起主导作 用。 参考文献 [ 1 ] 申峻，王志忠．煤直接液化催化剂研究的新进展[ J ] ．煤 炭转化．1 9 9 9 ，2 2 1 6 0 ． [ 2 ] 李育珍，张学俊．曹端林铁系催化荆在煤直接液化中的 应用研究进展口] ．工业催化，2 0 0 5 ，1 8 1 0 ；2 B 一3 0 ． E 3 ] D e r b y s h i r e F - H a g e rtC o a ll i q u e f a c t i o na n d ∞t a l y s i s [ J ] ．F u d ．1 8 9 4 ，7 3 7 1 0 8 7 1 0 9 2 ． E 4 ] K a n e k oT ，T 缸a w aK 。O k u y a m a ．N 。e td ．E f f e c to f 万方数据 6 有色金属 冶炼部分 E 0 0 7 年6 期 h i g h l yd i s p e r s e di r o nc a t a l y s tO i ld i r e c tl i q u e f a c t i o no f e o a l r j ] ，F u e l ，2 0 0 0 ，7 9 3 4 ；2 6 3 - - 2 7 1 ， [ 5 ] 王村彦，朱晓苏．吴春来煤直接液化催化剂丑其高分散 化E J ] ．煤炭转化，1 9 9 8 ，2 1 2 1 3 一1 5 ． [ 6 ] 邱冠周．胡岳华，王淀佐颗粒问相互作用与细粒浮选 [ M ] ．长抄中南工业大学出版杜t 1 9 9 3 1 2 9 1 3 1 _ E 7 ] 韩玉香．韩平，王永富．等．固体表面自由能厦其分量的 计算方法 I - - 接触角法[ J ] 辽宁师范大学学报 自 然科学版 ，1 9 9 5 ．1 8 3 z 1 4 2 1 8 ． E S ] S h a 咖PK ．H a n u 眦n t h aR a OK ．A d h e s i o no t “ p a e n i b a c i l l u sp o l y m y x aO i le h a l c o p y r h ea n dp y r i t e s u r f a c et h e r m o d y n a m l c sa J l de x t e n d e dD L V Ot h e o r y E J ] ．C o l l o i d sa n d S u r f a c e sB B 坩i n t e r f a c e s ，2 0 0 3 ．2 9 1 2 1 3 9 [ 9 ] 往俊，洗健，户寿慈，颗粒分教科学与技术E M ] ．北京化 学工业出版牡．2 0 0 5 6 6 - - 9 9 ． [ 1 0 黄苏萍．张清岑．超散S i 0 2 的分散机理[ J ] ．中国有色 金属学报．2 0 0 1 ，1 l 3 5 2 2 5 2 6 ． [ 1 1 ] 罗琳，邱冠周．何伯泉．界面相互作用与石英、赤铁矿颗 粒的凝聚行为厂J ] ．中莆工业大学学报，1 9 9 9 ．2 7 2 z 1 5 3 1 5 8 [ 1 2 ] E r i eMV ．H o c k ，G a u r a vK ，e ta 1 ．E x t e n d e dD L V Oi n t e r a e t i o n sb e t w e e ns p h e r i c a lp a r t i c l e sa n dr o u g hs u r f a c e s 口] ．J o u r n a lo fC o H o i da n dh t t e r f a c eS c i e n c e ，2 0 0 6 ，2 9 8 1 5 0 5 8 ． 万方数据