煤尘捕集的关键在于液滴与煤尘颗粒接触瞬间所产生的界面效应。为明晰界面结构驱动液滴在烟煤表面的润湿过程，选用滴落法进行动态润湿实验并结合牛顿力学实现微观分子动力学模拟，研究了不同体积液滴在烟煤表面的润湿效果，造成驱动差异性的原因以及内在驱动机制，阐述了液滴在烟煤表面的润湿特性，揭示了水-煤界面润湿过程的驱动机制。研究结果表明：液滴润湿烟煤表面的驱动过程更易受界面力的影响，减小液滴体积，可以增大界面驱动力，加快“惯性力驱动-界面力驱动-静态平衡三阶段的转变速率，使液滴能更快的完成动态润湿过程；液滴体积与界面润湿效果呈负相关，随着液滴体积减小，水-煤界面接触角降低，水分子的流动性受限程度减弱，其吸附在烟煤分子表面的倾向性增大，能够更均匀的覆盖在润湿区域，表现出更稳定的界面润湿特性；液滴体积造成驱动效应差异的原因可从能量角度得到解释，在初始状态下，水分子仅受彼此间的非键结相互作用，水分子的平均内聚能近似。随着进入润湿阶段，小体积液滴内水分子的平均内聚能数值上更小，界面结合处单位面积内的氢键数量更多；液滴在烟煤表面的驱动机制，宏观现象为接触线的前移与停滞，使水滴沾湿在烟煤表面，微观机理是液滴界面边缘处的部分水分子在烟煤表面形成前驱膜，水分子实际是在前驱膜上运移，最终液滴在内聚能和界面结合能的作用下平衡；在防尘应用中，小粒径液滴能够更快速实现均匀润湿，而大粒径液滴适用于更大覆盖范围和持续润湿的场景。

1实验与模拟方法
1.1实验材料
1.2动态润湿实验
1.3微观分子模拟
2实验结果分析
2.1液滴动态润湿过程的阶段转变
2.2液滴动态润湿过程的力学性质
3模拟结果分析
3.1液滴动态润湿过程的形貌观察
3.1.1液滴形貌特征变化
3.1.2水分子运动轨迹
3.2液滴动态润湿过程的润湿特性
3.2.1液滴的变化趋势
3.2.2液滴的结构状态
3.2.3液滴的聚集特征
3.3液滴动态润湿过程的驱动差异
3.3.1结构稳定性差异
3.3.2界面吸附能力差异
4液滴在烟煤表面的润湿驱动机制
5结论

张江石,梁云飞,方磊,等.液滴在烟煤表面的润湿特性及驱动机制[J/OL].煤炭学报,1-12[2025-02-22].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1424.