本文主要研究内容
作者赵昌明（2019）在《烷基苯磺酸盐表面活性剂的界面性能》一文中研究指出：烷基苯磺酸盐表面活性剂不仅广泛应用于家用洗涤剂、医用药品等方面,还是三元复合驱原油开采的核心药剂。三元复合驱能够大幅提高油田的原油采收率,其驱油剂主体配方由表面活性剂、碱和聚合物组成,三元复合驱可比单纯聚合物驱多提高采收率10个百分点。三元复合驱的优势在于增加了提高驱油效率的表面活性剂和碱,表面活性剂的性能是三元复合驱效果最重要的保障,而表面活性剂关键性指标界面性能又受其结构、浓度、盐度、油相的差异等诸多因素的影响。因此,本论文以烷基苯磺酸盐表面活性剂为研究对象,通过精细合成对二甲基-烷基苯磺酸盐同分异构体和同系物,运用旋转液滴法评价表面活性剂溶液在不同条件下界面张力的变化,最终阐明了影响界面张力的原因和机理,主要内容如下。(1)合成了6种对二甲基-十二烷基苯磺酸盐同分异构体、8种对二甲基-烷基苯磺酸盐同系物。利用1H-NMR和高分辨液相色谱质谱联用仪对产物结构和纯度进行表征。(2)采用最大气泡法测定了对二甲基-十二烷基苯磺酸盐溶液的表面张力。结果表明,随着亲水基团(携带磺酸基的苯环)向亲油烷基链中间位置移动,对二甲基-十二烷基苯磺酸盐的临界胶束浓度CMC升高,其对应的临界胶束浓度下的表面张力(γcmc)降低,表面层中对二甲基-十二烷基苯磺酸盐分子饱和吸附时每个分子占有面积(Amin)变大,饱和吸附量(Γmax)变小。以正构烷烃为模拟油相,利用旋转液滴界面张力仪测定对二甲基-十二烷基苯磺酸盐同分异构体的油水界面张力。结果表明,动态界面张力(DIFT)随时间呈现出由低到高通过最大值,然后逐渐降低达到稳定值。通过测量对二甲基-十二烷基苯磺酸盐表面活性剂溶液对应的最小烷烃碳数(nmin),发现随着亲水基团向烷基链中间移动,nmin呈现出先降低再升高的特征,这是对二甲基-十二烷基苯磺酸盐同分异构体的亲水亲油性能差异和结构差异共同作用的结果。当油相分子和水相分子与表面活性剂分子亲油和亲水端的作用力均衡时,界面层中存在最高的动态表面活性剂分子浓度,对应产生界面张力最小值(IFTmin)。(3)以原油和其等效烷烃为油相,利用旋转液滴界面张力仪研究了Na OH浓度对对二甲基-烷基苯磺酸盐油水界面张力的影响。结果表明,p-S14-5、p-S16-5和p-S18-5均在一定的Na OH浓度范围表现出超低界面张力(ULIFT)。在水相中Na OH起到改变离子强度的作用,随着Na OH浓度增大,对二甲基-烷基苯磺酸盐由于极性基团双电层被压缩变小,静电作用减弱导致对二甲基-烷基苯磺酸盐界面浓度增加。继续增加Na OH浓度,双电层被进一步压缩,造成水分子通过排列松散的疏水基团突进界面层。这两种因素造成界面张力先减小再增加的趋势。在更高的Na OH浓度下,对二甲基-烷基苯磺酸盐分子通过“盐析”作用转入油相,这导致水溶性的p-S12-5和p-S14-5的界面张力减小;而对于油溶性p-S18-5,Na OH浓度对其在油相中分配影响弱,对界面张力影响小。对二甲基-烷基苯磺酸盐在油相的有效分配对于稳定界面层、降低界面张力具有重要作用。(4)研究了不同电解质对对二甲基-烷基苯磺酸盐表面活性剂溶液界面张力的影响,结果表明,电解质通过改变水溶液的离子强度,压缩表面活性剂亲水基双电层,增加界面层活性物吸附浓度,致使界面张力降低。随着电解质浓度增加,界面张力迅速下降,继续增加电解质浓度,界面张力降低速度变缓。随着电解质浓度增加,表面活性剂不断进入油相,当其油水分配系数为1时,界面张力达到最小值。不同电解质阴离子引起界面层附近水分子极性和结构发生变化,从而导致界面张力下降程度不同。CO32-水解产生OH-使水分子高度极化,并且因CO32-较大的离子半径造成对水分子的束缚力弱,导致界面层两侧差异最大,表现出界面张力降低速度最小;Na Cl不能水解产生OH-,且其离子半径也较小,表现出界面张力降低速度最快;同理,Na OH和Na HCO3表现出介于Na2CO3和Na Cl之间的界面张力降低速度。随着对二甲基-烷基苯磺酸盐亲油链长增长,其在水中的溶解性受电解质浓度影响变大,油水相界面张力最小值向低电解质浓度移动。(5)运用Fick扩散方程和热传导学中的集总参数法建立柱坐标下的理论模型,结合Gibbs方程,推导出旋转液滴法动态界面张力方程,用以描述油水界面张力的动力学特征,实验结果表明,实验曲线与理论计算曲线符合性好。烷基苯磺酸盐表面活性剂的动态界面张力是时间的函数并且呈现指数降低趋势。同时,可计算变量r/2·ln[1-e-(γ-γ∞)/RTΓ]作为扩散时间t的函数的曲线是线性的,曲线的斜率取决于相际扩散系数K。利用线性部分的斜率计算了表面活性剂在不同浓度下的相际扩散系数K的平均值和范围。推导出的动态界面张力动力学方程不仅适用于圆柱形的界面,修正表面曲率参数后,也可适用于球形和平坦界面,甚至是不规则界面。
Abstract
wan ji ben huang suan yan biao mian huo xing ji bu jin an fan ying yong yu jia yong xi di ji 、yi yong yao pin deng fang mian ,hai shi san yuan fu ge qu yuan you kai cai de he xin yao ji 。san yuan fu ge qu neng gou da fu di gao you tian de yuan you cai shou lv ,ji qu you ji zhu ti pei fang you biao mian huo xing ji 、jian he ju ge wu zu cheng ,san yuan fu ge qu ke bi chan chun ju ge wu qu duo di gao cai shou lv 10ge bai fen dian 。san yuan fu ge qu de you shi zai yu zeng jia le di gao qu you xiao lv de biao mian huo xing ji he jian ,biao mian huo xing ji de xing neng shi san yuan fu ge qu xiao guo zui chong yao de bao zhang ,er biao mian huo xing ji guan jian xing zhi biao jie mian xing neng you shou ji jie gou 、nong du 、yan du 、you xiang de cha yi deng zhu duo yin su de ying xiang 。yin ci ,ben lun wen yi wan ji ben huang suan yan biao mian huo xing ji wei yan jiu dui xiang ,tong guo jing xi ge cheng dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan tong fen yi gou ti he tong ji wu ,yun yong xuan zhuai ye di fa ping jia biao mian huo xing ji rong ye zai bu tong tiao jian xia jie mian zhang li de bian hua ,zui zhong chan ming le ying xiang jie mian zhang li de yuan yin he ji li ,zhu yao nei rong ru xia 。(1)ge cheng le 6chong dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan tong fen yi gou ti 、8chong dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan tong ji wu 。li yong 1H-NMRhe gao fen bian ye xiang se pu zhi pu lian yong yi dui chan wu jie gou he chun du jin hang biao zheng 。(2)cai yong zui da qi pao fa ce ding le dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan rong ye de biao mian zhang li 。jie guo biao ming ,sui zhao qin shui ji tuan (xie dai huang suan ji de ben huan )xiang qin you wan ji lian zhong jian wei zhi yi dong ,dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan de lin jie jiao shu nong du CMCsheng gao ,ji dui ying de lin jie jiao shu nong du xia de biao mian zhang li (γcmc)jiang di ,biao mian ceng zhong dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan fen zi bao he xi fu shi mei ge fen zi zhan you mian ji (Amin)bian da ,bao he xi fu liang (Γmax)bian xiao 。yi zheng gou wan ting wei mo ni you xiang ,li yong xuan zhuai ye di jie mian zhang li yi ce ding dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan tong fen yi gou ti de you shui jie mian zhang li 。jie guo biao ming ,dong tai jie mian zhang li (DIFT)sui shi jian cheng xian chu you di dao gao tong guo zui da zhi ,ran hou zhu jian jiang di da dao wen ding zhi 。tong guo ce liang dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan biao mian huo xing ji rong ye dui ying de zui xiao wan ting tan shu (nmin),fa xian sui zhao qin shui ji tuan xiang wan ji lian zhong jian yi dong ,nmincheng xian chu xian jiang di zai sheng gao de te zheng ,zhe shi dui er jia ji -shi er wan ji ben huang suan yan tong fen yi gou ti de qin shui qin you xing neng cha yi he jie gou cha yi gong tong zuo yong de jie guo 。dang you xiang fen zi he shui xiang fen zi yu biao mian huo xing ji fen zi qin you he qin shui duan de zuo yong li jun heng shi ,jie mian ceng zhong cun zai zui gao de dong tai biao mian huo xing ji fen zi nong du ,dui ying chan sheng jie mian zhang li zui xiao zhi (IFTmin)。(3)yi yuan you he ji deng xiao wan ting wei you xiang ,li yong xuan zhuai ye di jie mian zhang li yi yan jiu le Na OHnong du dui dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan you shui jie mian zhang li de ying xiang 。jie guo biao ming ,p-S14-5、p-S16-5he p-S18-5jun zai yi ding de Na OHnong du fan wei biao xian chu chao di jie mian zhang li (ULIFT)。zai shui xiang zhong Na OHqi dao gai bian li zi jiang du de zuo yong ,sui zhao Na OHnong du zeng da ,dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan you yu ji xing ji tuan shuang dian ceng bei ya su bian xiao ,jing dian zuo yong jian ruo dao zhi dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan jie mian nong du zeng jia 。ji xu zeng jia Na OHnong du ,shuang dian ceng bei jin yi bu ya su ,zao cheng shui fen zi tong guo pai lie song san de shu shui ji tuan tu jin jie mian ceng 。zhe liang chong yin su zao cheng jie mian zhang li xian jian xiao zai zeng jia de qu shi 。zai geng gao de Na OHnong du xia ,dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan fen zi tong guo “yan xi ”zuo yong zhuai ru you xiang ,zhe dao zhi shui rong xing de p-S12-5he p-S14-5de jie mian zhang li jian xiao ;er dui yu you rong xing p-S18-5,Na OHnong du dui ji zai you xiang zhong fen pei ying xiang ruo ,dui jie mian zhang li ying xiang xiao 。dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan zai you xiang de you xiao fen pei dui yu wen ding jie mian ceng 、jiang di jie mian zhang li ju you chong yao zuo yong 。(4)yan jiu le bu tong dian jie zhi dui dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan biao mian huo xing ji rong ye jie mian zhang li de ying xiang ,jie guo biao ming ,dian jie zhi tong guo gai bian shui rong ye de li zi jiang du ,ya su biao mian huo xing ji qin shui ji shuang dian ceng ,zeng jia jie mian ceng huo xing wu xi fu nong du ,zhi shi jie mian zhang li jiang di 。sui zhao dian jie zhi nong du zeng jia ,jie mian zhang li xun su xia jiang ,ji xu zeng jia dian jie zhi nong du ,jie mian zhang li jiang di su du bian huan 。sui zhao dian jie zhi nong du zeng jia ,biao mian huo xing ji bu duan jin ru you xiang ,dang ji you shui fen pei ji shu wei 1shi ,jie mian zhang li da dao zui xiao zhi 。bu tong dian jie zhi yin li zi yin qi jie mian ceng fu jin shui fen zi ji xing he jie gou fa sheng bian hua ,cong er dao zhi jie mian zhang li xia jiang cheng du bu tong 。CO32-shui jie chan sheng OH-shi shui fen zi gao du ji hua ,bing ju yin CO32-jiao da de li zi ban jing zao cheng dui shui fen zi de shu fu li ruo ,dao zhi jie mian ceng liang ce cha yi zui da ,biao xian chu jie mian zhang li jiang di su du zui xiao ;Na Clbu neng shui jie chan sheng OH-,ju ji li zi ban jing ye jiao xiao ,biao xian chu jie mian zhang li jiang di su du zui kuai ;tong li ,Na OHhe Na HCO3biao xian chu jie yu Na2CO3he Na Clzhi jian de jie mian zhang li jiang di su du 。sui zhao dui er jia ji -wan ji ben huang suan yan qin you lian chang zeng chang ,ji zai shui zhong de rong jie xing shou dian jie zhi nong du ying xiang bian da ,you shui xiang jie mian zhang li zui xiao zhi xiang di dian jie zhi nong du yi dong 。(5)yun yong Fickkuo san fang cheng he re chuan dao xue zhong de ji zong can shu fa jian li zhu zuo biao xia de li lun mo xing ,jie ge Gibbsfang cheng ,tui dao chu xuan zhuai ye di fa dong tai jie mian zhang li fang cheng ,yong yi miao shu you shui jie mian zhang li de dong li xue te zheng ,shi yan jie guo biao ming ,shi yan qu xian yu li lun ji suan qu xian fu ge xing hao 。wan ji ben huang suan yan biao mian huo xing ji de dong tai jie mian zhang li shi shi jian de han shu bing ju cheng xian zhi shu jiang di qu shi 。tong shi ,ke ji suan bian liang r/2·ln[1-e-(γ-γ∞)/RTΓ]zuo wei kuo san shi jian tde han shu de qu xian shi xian xing de ,qu xian de xie lv qu jue yu xiang ji kuo san ji shu K。li yong xian xing bu fen de xie lv ji suan le biao mian huo xing ji zai bu tong nong du xia de xiang ji kuo san ji shu Kde ping jun zhi he fan wei 。tui dao chu de dong tai jie mian zhang li dong li xue fang cheng bu jin kuo yong yu yuan zhu xing de jie mian ,xiu zheng biao mian qu lv can shu hou ,ye ke kuo yong yu qiu xing he ping tan jie mian ,shen zhi shi bu gui ze jie mian 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的赵昌明，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于表面活性剂论文,烷基苯磺酸盐论文,油水界面张力论文,电解质论文,动态界面张力方程论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：表面活性剂论文; 烷基苯磺酸盐论文; 油水界面张力论文; 电解质论文; 动态界面张力方程论文; 吉林大学2019-06-25论文;