一种煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置的制作方法

本发明涉及一种煤颗粒表面紫外光照反应装置，尤其是一种包括反应釜、冷却水循环系统、真空系统以及供氧系统的煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置。

背景技术：

我国低阶煤和氧化煤资源储存丰富，低阶煤和氧化煤的合理高效利用对于缓解我国日益紧张的能源压力、降低能耗、保护环境具有重要意义。目前低阶煤和氧化煤分选大多采用粗粒重选-煤泥直接做电煤出售或废弃处理，与常规烟煤、无烟煤相比，低阶煤和氧化煤因其大的孔隙度和高的表面含氧官能团，浮选分离时药剂消耗大、效率低，开辟低成本低阶煤和氧化煤浮选技术迫在眉睫，由于煤是天然可浮性较好的物质，所以在浮选工艺中，调节煤表面性质，改变其亲疏水性，是提高其浮选效率的有效途径。

国内外大多采用浮选前进行矿浆预处理的方法来提高浮选效率，矿浆预处理手段包括物理调节法和化学调节法等，这些辅助手段可以作用于煤粒，加大矿物颗粒表面的性质差异，从而提高浮选效率。其中以化学调节法居多，化学调节法所加的药剂是首先进入矿浆中，间接与矿物作用，药剂量过大时，会恶化浮选效果，而且总有一部分药剂停留在矿浆中，不仅不起作用造成浪费，也可能对煤的质量造成影响；物理调节法不会在矿浆中造成药物存留，它直接作用于矿物表面，改善整个矿粒体系的性质，相对化学调节法来说，安全环保，可以避免浪费。常见的物理改善方法如下：

利用脱水法对低阶煤进行提质，在脱水过程中，脱水的物理作用使得低阶煤的凝胶结构和孔隙系统产生不可逆的破坏作用，从本质上改变煤样的煤质，从而提高煤样的煤化程度，改善浮选效率；利用超声波技术改变煤与水相面的角度，从而改变煤表面的接触角大小来改变煤在水中的表征；利用人为操作增大矿物颗粒尺寸来增加煤与水的接触面积，从而增加煤表面的润湿性也是常见方法，其中较为常见的方法就是载体浮选，而这些方法大多需要特殊的仪器，增加浮选的成本。因此，需求一种简单、干净、方便的煤炭预处理方法就成为了一种迫切需要的研究。

相关研究发现紫外线对于碳氢大分子有着极强的破坏力，利用紫外线来破坏煤表面的大分子，诱使煤中的自由基反应结合成新的多环芳香烃从而改变煤的表面性质，从而可以对高氧化程度煤样实施反浮选，这样既节省药剂消耗同时也增加生产效率；且紫外光催化氧化技术具有选择性好、操作条件温和、无毒、高效等优点，因此各种紫外光催化氧化反应装置已被应用到实验室。

然而，在使用紫外光催化氧化反应装置的过程中，发现现有的紫外光催化氧化反应装置存在一些问题，杨志远等人神府煤光催化氧化降解过程的ftir研究过程中采用的是自制的光化学反应试验装置；郭浩等人超声波紫外线一体化推流式反应器中试装置用于污水消毒；陈平等人在光催化技术降解室内甲醛的研究以及谢菡关于紫外线灯相关专利简介一文中都表明现阶段大部分的紫外灯装置都是集中在水处理、空气净化、消毒等方面，而煤炭催化的研究都是自制的紫外灯装置，没有统一的标准和参数，给后续的研究带来一定的障碍。目前尚无一种用于催化反应的紫外灯装置，这给实验带来一定的局限性，从反应器、光照强度等方面存在不足，制约了煤炭光催化领域的发展。

目前装置存在不足：一是设备体积较大，所占实验室空间大，实验用料较多，在光催化技术还没有大规模现场应用的情况下，实验室应以机理探索为主，故用料过多对后续测试并无益处，且给样品制备、前期改性带来大量的工作，浪费原料和科研人员时间；二是装置均是其他领域的衍生装置，没有针对煤催化反应的特定装置，且操作繁琐，价格昂贵；同时对于实验过程中煤催化反应所需要的光照强度、时间、温度、压力、空气流量等相关变量没有适宜的量程区间，对于煤催化过程中微量调节不易操作，对机理研究会产生阻碍。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供功能多样、实验环境可调、占用空间小、经济实用的一种煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置，包括反应釜、冷却水循环系统、真空系统以及供氧系统，其特征在于：

所述反应釜是由上釜体与下釜体构成，所述上釜体是由反应本体及其夹套层构成，所述反应本体的下端设置有砂芯板、顶端设置有两个紫外灯，在上釜体的正侧面设置有门板及其观察窗；所述下釜体的上端设置有多孔板；

所述冷却水循环系统是由进水管、盘管以及出水管构成，其中：进水管上安装有入口节流阀设置于反应釜上部；出水管设置在反应釜的下部；盘管呈蛇形设置于夹套层内与进水管和出水管相连通；

所述真空系统是由真空管、传感器和数据记录仪构成，其中，真空管的一端延伸于反应釜内、另一端连通有真空泵，并在真空管上依次安装有真空表和真空节流阀；

所述供氧系统是由供氧管依次从左至右安装有进气节流阀、空气流量计和补气泵，一端连通有下釜体的下端构成。

进一步地，附加技术方案如下。

所述紫外灯的功率是300w，紫外光的波长分别是254nm和365nm。

所述数据记录仪是彩色无纸记录仪，设置于上釜体的侧壁，在数据记录仪内设置有plc控制器，在数据记录仪的正侧面设置有显示屏幕，显示屏幕的下侧设置有输入键盘、左侧设置有运行开关，在运行开关的下侧设置有用于控制紫外灯的按钮开关；

其中：所述plc控制器是通过控制信号线与真空泵和补气泵相连、控制通过信号线与传感器、入口节流阀、真空节流阀、进气节流阀、真空表以及空气流量计相连接。

所述传感器是压力-温度一体式传感器，安装在反应体的内壁上。

所述进水管、盘管、出水管、真空管以及供氧管是橡胶材质管。

一种应用煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置的实验方法，所述实验方法是按下步骤进行的：

（1）、实验准备阶段

1）取-0.5mm粒度级、灰分为32.27%的长焰煤为原煤样，制备出-0.074mm粒度级的样品煤，备用；

2）用样品煤制备不同密度的煤样、酸处理煤样、金属离子改性煤样、tio2改性煤样以及硬脂酸钠改性煤样，备用；

其中，金属离子改性煤样负载fe3+、mg2+、na+、sn2+中的任意一种煤样；

3）实验阶段

ⅰ、称取4份步骤1）制备好的样品煤分别平铺在砂芯板上，打开紫外灯开始实验，实验中的紫外光照射时间为1-12h，时间步长为1h；照射过程在空气流通的环境下进行，将每次实验后的样品煤回收，用密封袋密封保存，并分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

ⅱ、称取4份步骤2）制备好的不同密度的煤样平铺在砂芯板上，分别进行紫外光照射实验，实验方法与步骤b1中相同，并对回收实验后的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

ⅲ、称取4份制备好的酸处理煤样进行紫外光照射实验，实验方法与步骤ⅱ相同，并对回收的实验后的样品以及酸处理煤样未进行光照的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

ⅳ、称取4份步骤2）制备好的金属离子改性煤样进行紫外光照射实验，实验方法同步骤1），并对回收的实验后的样品以及金属离子改性煤样未进行光照的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

ⅴ、称取步骤2）制备好的tio2改性煤样同原样煤混合均匀后，称取4份混合样品进行紫外光照实验，实验方法与步骤1）相同，并对回收的实验后的混合样品以及未进行紫外光照的混合样品分别进行接触角测定、zeta电位测定、红外光谱分析和热重分析；

ⅵ、称取4份步骤2）制备好的硬脂酸钠改性煤样进行紫外光照实验，实验方法同步骤1），并对回收的实验后的样品以及硬质酸钠改性煤样未进行紫外光照实验的赝品分别进行接触角测定、zeta电位测定、红外光谱分析和热重分析；

ⅶ、称取10g原煤样品，配制成100g/l的煤泥水，放入超声波清洗槽中进行超声波处理，超声波频率为25khz，功率300w；在超声处理的同时进行紫外光照射，照射时间分别为1-12h，时间步长为1h；对实验后的各样品分别回收，装入自封袋密封保存，并分别对处理后的各个样品进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析。

在上述技术方案中，在每次进行的紫外线照射实验过程中，称取的样品煤、不同密度的煤样、酸处理煤样、金属离子改性煤样、tio2改性煤样以及硬脂酸钠改性煤样的重量均为3g。

实现上述本发明所提供的一种煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置，与现有技术相比，其优点与积极效果如下。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置适用于煤光催化反应，经济高效、环保清洁、操作简便，同时解决了现有紫外光照反应装置体积大、样品用量较多、操作繁琐等问题，合理地利用了实验室空间，节约了原料和科研人员的时间。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，紫外灯以螺纹接口方式与反应釜连接，可根据煤催化反应需要的条件更换不同功率、不同波长的紫外灯管，便于控制光照时间，更换方便。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，可根据煤催化反应所需要的不同环境，选择有氧反应环境或真空环境，可以保证良好的反应环境且操作简便。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，可实时监测反应环境的温度和压力，并通过观察孔实时观察反应环境的情况，以便作出相应调整，解决了以往实验装置难以控制和监测煤光催化反应过程中相关变量的问题。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，可通过空气入口节流阀调节气流大小。可通过水流入口节流阀调节水流大小，进而调节反应环境温度，使用灵活，可操控性强。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，在前期大量煤光催化探索实验的基础上对煤催化反应所需要的条件和参数反复确认后开发的一种适合煤炭学科的反应装置。

本煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，通过实验表明在不同紫外线光照强度下，煤样接触角达到最大的时间不同，且最大接触角度数不同；相同紫外功率照射不同时间下，煤样的平衡接触角不同，润湿性不同且呈波浪形变化。

附图说明

图1是本发明中煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置的主视图。

图2是本发明中煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置的的内部结构示意图。

图3是本发明中煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置的控制框图。

图中：1、上釜体；2、下釜体；3、门板；4、观察窗；5、反应本体；6、夹套层；7、砂芯板；8、紫外灯；9、进水管；10、盘管；11、出水管；12、入口节流阀；13、真空管；14、传感器；15、数据记录仪；6、真空泵；17、真空表；18、真空节流阀；19、供氧管；20、进气节流阀；21、空气流量计；22、补气泵；23、plc控制器；24、显示屏幕；5、输入键盘；6、运行开关；27、按钮开关；28、多孔板。

具体实施方式

实施一种煤颗粒表面处理的紫外光照反应实验装置，包括反应釜、冷却水循环系统、真空系统以及供氧系统，具体实施方案是：反应釜是由上釜体1与下釜体2构成，所述上釜体1是由反应本体5及其夹套层6构成，所述反应本体5的下端设置有砂芯板7、顶端设置有两个紫外灯8，在上釜体1的正侧面设置有门板3及其观察窗4；所述下釜体2的上端设置有多孔板28；

冷却水循环系统是由进水管9、盘管10以及出水管11构成，其中：进水管9上安装有入口节流阀12设置于反应釜上部；出水管11设置在反应釜的下部；盘管10呈蛇形设置于夹套层6内与进水管9和出水管11相连通；

真空系统是由真空管13、传感器14和数据记录仪15构成，其中，真空管13的一端延伸于反应釜内、另一端连通有真空泵16，并在真空管13上依次安装有真空表17和真空节流阀18；

供氧系统是由供氧管19依次从左至右安装有进气节流阀20、空气流量计21和补气泵22，一端连通有下釜体2的下端构成。

进一步地实施方案是门板3上设置有把手，门板3与反应釜之间设置有密封圈；反应釜为铝合金材质，反上釜体1为30cm×30cm×30cm的正方体结构；下釜体2为方锥体结构，面为20cm×20cm的正方形，高10cm；两个紫外灯6的功率为300w，紫外光波长分别为254nm和365nm；数据记录仪15为彩色无纸记录仪，设置在上釜体1的侧壁上；传感器14为压力-温度一体式传感器，安装在反应体5的内壁上；数据记录仪15内设置有plc控制器23，数据记录仪15的正侧面设置有显示屏幕24，显示屏幕24的下侧设置有输入键盘25，显示屏幕24的左侧设置有运行开关26，运行开关26的下侧设置有用于控制紫外灯(8)的按钮开关（27）；plc控制器23通过控制信号线与真空泵16、补气泵22相连，plc控制器23通过信号线与传感器14、入口节流阀12、真空节流阀18、进气节流阀20、真空表17以及空气流量计21相连；进水管、盘管10、出水管11、真空管13以及供氧管19均为橡胶材质。

一种颗粒表面处理的紫外光照反应装置，应用煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置的实验方法，具体实验方法包括以下步骤：

s1、实验准备阶段

a1、取-0.5mm粒度级、灰分为32.27%的长焰煤为原煤样，制备出-0.074mm粒度级的样品煤，备用；

a2、利用步骤a制得的样品煤制备不同密度的煤样、酸处理煤样、金属离子改性煤样、tio2改性煤样以及硬脂酸钠改性煤样，备用；

其中，金属离子改性煤样负载fe3+、mg2+、na+、sn2+中的任意一种煤样；

s2、实验阶段

b1、、称取4份步骤a1制备好的样品煤分别平铺在砂芯板7上，打开紫外灯8开始实验，实验中的紫外光照射时间为1-12h，时间步长为1h；照射过程在空气流通的环境下进行，将每次实验后的样品煤回收，用密封袋密封保存，分别并分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b2、称取4份步骤a2制备好的不同密度的煤样平铺在砂芯板7上，分别进行紫外光照射实验，实验方法与步骤b1中相同，并对回收的实验后的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b3、称取4份制备好的酸处理煤样进行紫外光照射实验，实验方法与步骤b1中相同，并对回收的实验后的样品以及酸处理煤样未进行光照的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b4、称取4份步骤a2制备好的金属离子改性煤样进行紫外光照射实验，实验方法同步骤b1，并对回收的实验后的样品以及金属离子改性煤样未进行光照的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b5、称取步骤a2制备好的tio2改性煤样同原样煤混合均匀后，称取4份混合样品进行紫外光照实验，实验方法与步骤b1相同，并对回收的实验后的混合样品以及未进行紫外光照的混合样品分别进行接触角测定、zeta电位测定、红外光谱分析和热重分析；

b6、称取4份步骤b2制备好的硬脂酸钠改性煤样进行紫外光照实验，实验方法同步骤b1，并对回收的实验后的样品以及硬质酸钠改性煤样未进行紫外光照实验的赝品分别进行接触角测定、zeta电位测定、红外光谱分析和热重分析；

b7、称取10g原煤样品，配制成100g/l的煤泥水，放入超声波清洗槽中进行超声波处理，超声波频率为25khz，功率300w；在超声处理的同时进行紫外光照射，照射时间分别为1-12h，时间步长为1h。对实验后的各样品分别回收，装入自封袋密封保存，并分别对处理后的各个样品进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析。

在上述应用煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置的实验方法中，进行每次的紫外线照射实验过程中，称取的样品煤、不同密度的煤样、酸处理煤样、金属离子改性煤样、tio2改性煤样以及硬脂酸钠改性煤样的重量均为3g。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如附图1-3所示，一种煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置，它包括反应釜、冷却水循环系统、真空系统以及供氧系统，反应釜包括上釜体1以及下釜体2，上釜体1的正侧面设置有门板3，门板3的中部设置有观察窗4，从而实现样品取放，同时观察反应釜内的实验状况；上釜体1由反应本体5以及夹套层6组成，反应本体5的下端设置有砂芯板7，砂芯板7用于放置实验样品，反应本体5的顶端安装有2个紫外灯8，2个紫外灯8可以分别对实验样品进行紫外线照射，也可以同时开启对实验样品进行紫外线照射；下釜体2的上端设置有多孔板28，用于向上釜体1内进行空气流通；冷却水循环系统包括进水管9、盘管10以及出水管11，进水管9设置在反应釜的上部，进水管9上安装有入口节流阀12，出水管11设置在反应釜的下部，盘管10呈蛇形布置在所述夹套层6内，盘管10与进水管9以及出水管11连通，从而调节上釜体1内的温度，确保紫外照射的温度始终保持在120℃以下；真空系统包括真空管13、传感器14以及数据记录仪15，真空管13的一端深入反应釜内，真空管13的另一端连接有真空泵16，真空泵16左侧的真空管13上依次安装有真空表17以及真空节流阀18，从而为上釜体1提供真空环境，以适应需要真空环境的反应；供氧系包括供氧管19，供氧管19的一端连接在下釜体2的下端，供氧管从左至右依次安装有进气节流阀20、空气流量计21以及补气泵22，以满足需要有氧环境进行反应的实验过程。

本实施例中，门板3上设置有把手，门板3与反应釜之间设置有密封圈；反应釜为铝合金材质，反上釜体1为30cm×30cm×30cm的正方体结构；述下釜体2为方锥体结构，面为20cm×20cm的正方形，高10cm；所述2个紫外灯6的功率为300w，紫外光波长分别为254nm和365nm，从而提供两种不同波长的紫外光进行照射实验；数据记录仪15为彩色无纸记录仪，设置在上釜体1的侧壁上；传感器14为压力-温度一体式传感器，安装在反应体5的内壁上；数据记录仪15内设置有plc控制器23，数据记录仪15的正侧面设置有显示屏幕24，显示屏幕24的下侧设置有用于设定参数的输入键盘25，显示屏幕24的左侧设置有运行开关26，运行开关26的下侧设置有用于控制紫外灯8的按钮开关27；plc控制器23通过控制信号线与真空泵16、补气泵22相连，plc控制器23通过信号线与传感器14、入口节流阀12、真空节流阀18、进气节流阀20、真空表17以及空气流量计21相连，从而实现反应装置的智能控制，plc控制器23根据接收到的传感器14的数据，判定上釜体1内的反应环境，进而判断是否需要开启水冷却系统；进水管9、盘管10、出水管11、真空管13以及供氧管19均为橡胶材质。

应用煤颗粒表面处理的紫外光照反应装置的实验方法，包括以下步骤：

s1、实验准备阶段

a1、取-0.5mm粒度级、灰分为32.27%的长焰煤为原煤样，制备出-0.074mm粒度级的样品煤，备用；

a2、利用步骤a制得的样品煤制备不同密度的煤样、酸处理煤样、金属离子改性煤样、tio2改性煤样以及硬脂酸钠改性煤样，备用；

其中，金属离子改性煤样负载fe3+、mg2+、na+、sn2+中的任意一种煤样；

s2、实验阶段

b1、、称取4份步骤a1制备好的样品煤分别平铺在砂芯板7上，打开紫外灯8开始实验，实验中的紫外光照射时间为1-12h，时间步长为1h；照射过程在空气流通的环境下进行，将每次实验后的样品煤回收，用密封袋密封保存，分别并分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b2、称取4份步骤a2制备好的不同密度的煤样平铺在砂芯板7上，分别进行紫外光照射实验，实验方法与步骤b1中相同，并对回收的实验后的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b3、称取4份制备好的酸处理煤样进行紫外光照射实验，实验方法与步骤b1中相同，并对回收的实验后的样品以及酸处理煤样未进行光照的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b4、称取4份步骤a2制备好的金属离子改性煤样进行紫外光照射实验，实验方法同步骤b1，并对回收的实验后的样品以及金属离子改性煤样未进行光照的样品分别进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析；

b5、称取步骤a2制备好的tio2改性煤样同原样煤混合均匀后，称取4份混合样品进行紫外光照实验，实验方法与步骤b1相同，并对回收的实验后的混合样品以及未进行紫外光照的混合样品分别进行接触角测定、zeta电位测定、红外光谱分析和热重分析；

b6、称取4份步骤b2制备好的硬脂酸钠改性煤样进行紫外光照实验，实验方法同步骤b1，并对回收的实验后的样品以及硬质酸钠改性煤样未进行紫外光照实验的赝品分别进行接触角测定、zeta电位测定、红外光谱分析和热重分析；

b7、称取10g原煤样品，配制成100g/l的煤泥水，放入超声波清洗槽中进行超声波处理，超声波频率为25khz，功率300w；在超声处理的同时进行紫外光照射，照射时间分别为1-12h，时间步长为1h。对实验后的各样品分别回收，装入自封袋密封保存，并分别对处理后的各个样品进行zeta电位测定，接触角测定，红外光谱分析和热重分析。

在进行每次的紫外线照射实验过程中，称取的样品煤、不同密度的煤样、酸处理煤样、金属离子改性煤样、tio2改性煤样以及硬脂酸钠改性煤样的重量均为3g。

根据本实施例的实验步骤，依次进行样品煤进行紫外线照射前后的zeta电位测定、接触角测定、红外光谱分析和热重分析，不同密度的煤样进行紫外线照射前后的zeta电位测定、接触角测定、红外光谱分析和热重分析，酸处理煤样进行紫外线照射前后的zeta电位测定、接触角测定、红外光谱分析和热重分析，金属离子改性煤样进行紫外线照射前后的zeta电位测定、接触角测定、红外光谱分析和热重分析，tio2改性煤样进行紫外线照射前后的zeta电位测定、接触角测定、红外光谱分析和热重分析，硬脂酸钠改性煤样进行紫外线照射前后的zeta电位测定、接触角测定、红外光谱分析和热重分析，可知：

1、煤样性质对煤光氧化反应煤润湿性的影响如下：

（1）、紫外光照射后的煤样接触角减小，zeta电位变小，疏水性降低，即煤样表面在紫外光作用下发生氧化，当光照时间为1-2h时，紫外光对煤样的氧化强度最大；

（2）、通过ftir分析可知，紫外光照射可对煤大分子结构中的芳香烃造成破坏，引起煤有机结构的破坏，同时催化煤中的酯或醚发生水解反应生成—oh和—cooh，这些新生成的含氧官能团还会占据部分—ch2及—ch3基团上的h原子，最终导致煤表面被氧化；

（3）、一定含量的无机矿物对紫外光的催化氧化反应可起到促进作用，而当矿物含量过多或过少时这种作用都会减弱；

（4）、煤中的芳香烃存在多种不同形式，低温条件下的紫外光照射只能对其中部分形式的芳香环结构造成破坏；而盐酸改性造成的对煤中的芳香烃结构的破坏，经紫外光处理后会得到一定程度的恢复。

2、添加剂对煤光氧化反应煤润湿性的影响如下：

（1）、mg²⁺在改性过程中主要是造成了羰基水解生成—oh和—cooh，并导致甲基和亚甲基数量减少，因此，mg²⁺改性会造成煤表面的明显氧化。但在紫外光照射过程中，mg²⁺的存在会保护芳香烃结构，避免其受到紫外光的进一步破坏；

（2）、fe³⁺在改性过程中除造成羰基水解外，还会剧烈破坏煤中的芳香烃结构。fe³⁺改性过程中对芳香烃的破坏机理主要是加氢还原，紫外光的照射可在一定程度上对这部分芳香烃产生脱氢效果，这种氧化作用也会使煤样表面疏水性变差；

（3）、cu²⁺改性破坏芳香烃的机理也是促使芳香烃发生了加氢还原，而紫外光照射可使这一反应逆向进行；

（4）、na⁺改性过程中发生的主要反应是芳香烃的破坏和—oh的增多，但反应强度较低。同时，na⁺的存在还可对紫外光的催化氧化作用产生抑制，保护煤样免于紫外光的进一步氧化，因此，相继经过na⁺改性和紫外光照射后，煤样表面性质基本不变；

（5）、sn²⁺改性与mg²⁺、fe³⁺改性有很大相似性，均会造成芳香烃结构的破坏，以及引起酯类水解，同时引起甲基、亚甲基的减少。但sn²⁺改性后表面的氧化程度更剧烈，疏水性严重恶化。sn²⁺改性和紫外光氧化对芳香烃的破坏机理类似；

（6）、tio2在紫外光氧化煤大分子结构的反应中起催化剂作用，自身先被还原后被氧化，反应过程中可为反应物提供氧；

（7）、硬脂酸钠改性会造成煤表面润湿性的剧烈好转，同时可保护煤样在紫外光照射过程中不被氧化。

3、光-声耦合作用对煤润湿性的影响如下：

（1）、超声波在介质中主要是通过空化作用等对煤样进行清洗、破碎，同时增加介质中溶氧量，从而加剧介质中煤样的氧化；

（2）、超声波处理过程中，煤表面新生成的含氧官能团主要是羰基—c=o和羟基—oh；

（3）、超声波处理和紫外光照射在加强煤的光氧化进程方面有协同作用，为高效光氧化反应装置的设计提供新思路。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。