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鉴于我国富煤、贫油、少气的资源现状,煤炭的高效利用成为一个重要的课题。煤沥青是煤焦化过程的主要产物,其产量大,但利用率不高,严重影响了煤炭资源的综合利用效率,解决煤沥青的利用问题可以间接缓解我国的能源危机。煤沥青直接燃烧效率不高,而且会造成环境污染,煤沥青油浆和乳化沥青的出现在一定程度上缓解了这个问题。本课题组借鉴水煤浆技术提出了煤沥青水浆的概念,即利用煤沥青粉、水和分散剂制备出的一种流动性和稳定性良好的浆体燃料。本文利用元素分析、工业分析、SEM-EDS分析和XPS分析等手段对煤沥青的组成和表面性质进行研究,以期了解煤沥青的元素组成、表面形貌以及表面官能团分布等性质。在对葸醌-2-磺酸钠(简称NA)、乙萘磺酸钠(简称SN)、十二烷基苯磺酸钠(简称SDBS)、十二烷基硫酸钠(简称SDS)、十八烷基三甲基氯化铵(简称STAC)、十六烷基二甲基苄基氯化铵(简称HDBAC)、十六烷基三甲基氯化铵(简称CTAC)、苯基三甲基氯化铵(简称PTAC)、四甲基氯化铵(简称TMAC)和JL-C01中裂乳化剂等分散剂的表面活性进行研究的基础上,采用座滴法测定分散剂溶液在煤沥青表面的接触角,并通过铺展系数和粘附功公式计算出不同分散剂体系的铺展系数和粘附功,以此评价分散剂溶液在煤沥青表面的润湿性和粘附性,并探讨了润湿体系与Zisman理论的符合关系。采用紫外分光光度法考察了STAC、CTAC和HDBAC三种季铵盐阳离子分散剂在煤沥青表面的吸附及Zeta电位。将上述分散剂用于煤沥青水浆的制备,以期筛选得到可用于制备煤沥青水浆的优良分散剂。结果表明,煤沥青的主要组成元素为C,含量在90%以上,表面官能团主要以芳香烃为主,且其表面为疏水表面。实验所用分散剂均可降低溶液的表面张力,直链类分散剂的表面活性比稠环类分散剂好,即降低表面张力的能力强。润湿性研究结果表明,直链类分散剂在煤沥青表面的润湿性比稠环类分散剂好,而粘附功则小于稠环类分散剂,JL-C01中裂乳化剂的润湿性能与直链类分散剂接近。实验所用分散剂在煤沥青表面的润湿均符合Zisman理论。HDBAC在煤沥青表面的吸附量大于STAC和CTAC, CTAC的吸附量在三种分散剂中最小,STAC居中。HDBAC与煤沥青体系的Zeta电位在三种分散剂中最高,CTAC最小,STAC居中。三种分散剂中仅STAC能用于制备煤沥青水浆。结合润湿、吸附、Zeta电位和制浆效果的研究结果可知,STAC在煤沥青表面的吸附量和Zeta电位均介于HDBAC和CTAC之间,且HDBAC和CTAC都不能用于制备煤沥青水浆,说明分散剂在煤沥青表面的润湿、吸附、电位和制浆之间存在一定的匹配规律。STAC可用于制备流动性好的煤沥青水浆,当分散剂STAC的用量一定时,煤沥青水浆的表观粘度随浆体浓度的增大呈现增大的趋势。当浆体浓度一定时,表观粘度随分散剂用量的增加也呈现增大趋势。煤沥青水浆的表观粘度随剪切速率的增大呈现下降趋势,说明制得的煤沥青水浆属于假塑性流体。在研究范围内,浆体浓度为66%、67%和分散剂用量为1.2%、1.4%的煤沥青水浆的流变性最好。