文献略读-JHM（月桂基防治煤粉尘微观机理）
Study of the microscopic mechanism of lauryl glucoside wetting coal dust: Environmental pollution prevention and control
0. 摘要
- 概述：采用实验和分子动力学结合的方式调查APG-12分子对煤粉尘的吸收和润湿过程，进而研究粉尘抑制机制
- 重要结论：
- 润湿实验：APG-12对煤粉尘有润湿效应
- DFT计算：根据APG-12的静电势和表面电荷，确定亲核和亲电区域，并显示存在氢键吸附机理
- 分子动力学模拟：APG-12可以轻易吸附在煤粉表面，并在氢键作用下吸收周围水分子
- 模拟结果与系统镜像分布函数和各组分在Z轴上各个组分的分布浓度一致
- 研究意义
- 这一结果进一步提供APG-12可以明显提高煤粉尘的湿润度和抑制作用
1. Introduction
创新点
- 宏观层面：煤粉尘沉积实验，接触角实验和表面张力实验验证煤粉尘湿润效应；根据前面实验选择合适的溶液浓度后，SEM和EDS分析用于分析煤分子，根据表面形态和元素含量分析润湿程度
- 微观层面：APG-12吸收状态通过净势能和表面电荷进行分析；对不同温度下，APG-12/煤粉尘/水以及煤粉尘/水两个不同系统的吸收状态进行比较；进而去研究APG-12对煤粉尘亚模型的润湿效应，并验证模型的合理性和准确性。
2. M&M
- 建立煤分子模型:MS
- 分子性质:使用MS模拟和预测分子结构、振动频率、热力学性质
- 水/煤分子亚模型，水/APG-12/煤分子亚模型分析
3. R&D
分子动力学模型：
- Fig. 1. 煤分子亚模型结构和APG分子模型
- Fig. 2. 分子结构：（1）煤分子亚模型 （2）煤块分子亚模型（3）APG分子模型
- Fig. 3. 系统结构：（1）煤/APG-12/水 （2）煤/水系统
实验结果
- Fig.4 沉积实验结果：沉积时间-ARG浓度
- Fig.6 表面张力，接触角结果-ARG浓度
- Fig.7&Fig.8: 煤样品SEM和EDS分析
模拟结果
- Fig.9. APG-12和煤粉结构的静电势能
- Fig.10 水/APG/煤粉系统的氢键
- Fig.11 表面电荷分布
- Fig.12 水/煤系统水系统吸收平衡；水/APG-12/煤系统吸收平衡；表面基团分布
- Fig.13 不同温度下吸附等温线；z方向不同系统的分布模型
结论
- 研究背景：采用分子动力学模拟,对APG-12表面吸附剂对煤粉尘的润湿和吸附机制进行深入研究
- 实验结论：沉积和表面张力实验：喷洒APG-12之后表面的碳氧含量发生改变；APG-12表层基团含有大量O含量丰富的极性羟基和醚基团，说明APG-12被煤表面吸附了
- MD模拟：
- 分析煤表面和ARG-12的静电势能和表面电荷：两者的亲核反应区和亲电反应区很容易形成氢键，促使了吸收和润湿；
- ARG-12的疏水基面向煤粉，而亲水基面向水基团；这一结果和ARG与煤粉的径向分布一致；
- 水分子的相对分布曲线表明水分子凝聚在煤分子周围，可以达到吸附和润湿煤尘的效果
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