聚磷酸铵/蒙脱土纳米复合物煤自燃阻化性能

摘要

煤炭自燃严重威胁我国煤炭资源安全开采和有效利用，阻化剂作为煤自燃防治最有效的方法，一直是煤自燃防治领域研究的热点。随着纳米技术的发展，聚合物/纳米复合物阻燃材料开始大量涌现，APP/MMT（聚磷酸铵/蒙脱土）纳米复合物因具有极其优良的阻燃特性，在材料阻燃领域早已被广泛研究和应用，然而该类材料在煤自燃领域的应用尚未有报道。为此，采用原位聚合方法制备了APP/MMT纳米复合物煤自燃阻化剂并利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对制备出的阻化剂进行分析。结果显示制备的复合物均为Ⅰ型APP/MMT复合物，且MMT含量会影响复合物的结构。采用TG-DSC热分析实验、低温氧化实验、FTIR红外光谱测试及EPR自由基测试对比研究该种阻化剂的煤自燃阻化性能。结果表明该阻化剂能显著降低煤氧化过程中的放热量，减少CO生成浓度，并起到抑制自由基作用，当阻化剂中MMT质量分数为3%时其煤自燃阻化效果最佳，其阻化率高达77%。研究表明该种APP/MMT纳米复合物具有良好地防治煤自燃效果，为煤自燃阻化剂研究提供新的思路和方法。

关键词

煤自燃 / 聚磷酸铵 / 蒙脱土 / 阻化剂 / 自由基反应

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52004104,22208132）; 江苏高校“青蓝工程”资助项目; 连云港市521工程项目（LYG06521202323）; 江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX2023-73）