MD膜驱剂与烷基季铵盐复配改性黏土防膨性能研究

以一种二价季铵盐(MD膜驱剂)与四乙基溴化铵[(Et)4NBr]、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的复配溶液为改性剂,考察改性膨润土的膨胀性以及复配体系中不同烷基季铵盐在改性膨润土层间的吸附量.对改性膨润土用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FT-IR)和热重(TG)分析表征.结果表明:与MD膜驱剂单独改性膨润土相比,不同复配体系进入膨润土层间,使得层间距降低,有较好的防膨作用.相同浓度时,膨润土对(Et)4NBr或MD膜驱剂的摩尔吸附量低于DTAB或CTAB,且膨润土对MD膜驱剂与DTAB、CTAB复配溶液的吸附量大于对MD膜驱剂单独改性的吸附量.     

单分子烷基季铵盐改性蒙脱石性能分析

以四甲基溴化铵（TMAB）、四乙基溴化铵（（Et）4NB）、二价季铵盐（MD膜驱剂）、十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为改性剂，考察改性蒙脱石的膨胀性、含水量和吸附量，并对改性蒙脱石用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FT—IR）和热重（TG）分析表征。结果表明：TMAB，（Et）4NB和MD膜驱剂主要以单分子平躺在蒙脱石品层间，使层间距降低，有较好的防膨作用；DTAB和CTAB可以在蒙脱石晶层间以单层平卧、双层平卧、假三层及倾斜等多种方式排列，使层间距增加；在相同浓度时，蒙脱石对（Et）4NB或MD膜驱剂的吸附量低于对TMAB，DTAB和CTAB的吸附量。     

MD膜驱剂与季铵盐对油藏矿物润湿性的影响

用Washburn法对比了单分子双季铵盐MD膜驱剂、四乙基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对油藏矿物润湿性的影响。研究结果表明,油藏矿物吸附MD膜驱剂或(Et)4NB亲水性大于CTAB,大庆、中原油砂吸附MD膜驱剂或(Et)4NB亲水性增加;油藏矿物吸附不同季铵盐亲油性大部分降低。沥青质油藏矿物(除沥青质-高岭土)吸附不同季铵盐亲油性都有增加; 油砂及沥青质油砂吸附MD膜驱剂亲油性小于(Et)4NB和CTAB,对油田的水驱和三次采油具有重要意义。     

MD膜驱剂对油藏矿物ζ电位的影响

用微电泳法考察了3种季铵盐(MD膜驱剂、四乙基溴化铵((Et)4NB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB))和无机盐对石英砂和大庆油砂界面电性的影响.结果表明,3种季铵盐对石英砂ζ电位影响的顺序为:CTAB>MD膜驱剂>(Et)4NB.无机盐使石英砂在MD膜驱剂溶液中的ζ电位升高,无机盐中的Al3+离子影响比Ca2+和Na+离子明显.大庆油砂在MD膜驱剂和(Et)4NB溶液中的ζ电位较沥青质-大庆油砂的低,而大庆油砂在吸附沥青质前后在CTAB溶液中的ζ电位变化很小.理论计算表明,沥青质-大庆油砂饱和吸附季铵盐的ζ电位大于大庆油砂,季铵盐在沥青质-大庆油砂表面的相对覆盖率小于大庆油砂.     

MD膜驱剂和单季铵盐对界面Zeta电位的影响

MD膜驱油技术是一种新型提高原油采收率技术。为对比MD膜驱剂(单分子双季铵盐)和几种单季铵盐在界面作用中的差别,运用微电泳法分别考察了这些化合物与高岭土/水和沥青质对二甲苯溶液/水的界面作用。结果表明,Zeta电位能够反映出MD膜驱剂与单季铵盐在界面的静电作用及范德华力作用的差别。MD膜驱剂和单季铵盐与沥青质对二甲苯溶液/水界面的作用比与高岭土/水界面的作用大;范德华力在单季铵盐与沥青质对二甲苯溶液/水界面作用中的比重比在单季铵盐与高岭土/水界面作用中的比重大。MD膜驱剂和单季铵盐与两界面的作用大小顺序为:MD膜驱剂 四丁基溴化铵>四乙基溴化铵和四甲基溴化铵。MD膜驱剂与单季铵盐的不同主要在于其电荷量大,单季铵盐之间的不同则在于与界面的范德华力不同。     

由季铵盐制备有机膨润土及其表征

采用正交L16(45)实验法,以Na基膨润土为原料,用溴化十六烷基吡啶为插层剂,与膨润土层间的金属离子进行离子交换,通过改变反应温度、反应时间、pH值、固液比、季铵盐添加量5个因素,得到不同条件下的有机膨润土.用X光衍射 (XRD)、红外光谱(FT-IR)对产品结构进行表征,获得了最佳改性工艺条件.     

羟乙基对季铵盐阳离子捕收剂性能的影响

系统研究了羟乙基的引入对季铵盐类捕收剂性能的影响，通过浮选试验、接触角测试、毒性试验、降解试验、表面张力测试、Zeta电位测试、分子动力学分析等方法，研究了N,N-双(2-羟乙基)-N-甲基十二烷基溴化铵(N,N-bis(2-hydroxyethyl)-N-methyldodecyl ammonium bromide, BHMDB)和十二烷基三甲基溴化铵(dodecyl trimethyl ammonium bromide, DTAB)的性能差异，揭示羟乙基对季铵盐阳离子捕收剂性能的影响.结果表明：相比于DTAB,BHMDB具有更好的捕收能力、浮选选择性、pH适应性和疏水性；引入羟乙基降低其毒性和临界胶束物质的量浓度，但降解性变差；羟乙基的引入强化了药剂与矿物表面的氢键作用，增加药剂极性基团的横截面尺寸，使其具有更强的选择性.     

有机插层剂对纳米复合材料介电性能的影响

采用熔融共混的方法分别制备了经两种有机插层剂(十八烷基季铵盐和双十八烷基苄基季铵盐)处理的交联聚乙烯/蒙脱土(XLPE/OMMT)纳米复合材料.不同插层剂处理的XLPE/OMMT纳米复合材料,介电谱表现出明显不同的特征:添加十八烷基季铵盐处理的蒙脱土,损耗峰为单峰;而添加双十八烷基苄基季铵盐处理的蒙脱土,损耗峰出现双峰.这与不同插层剂对蒙脱土在聚合物中的分散和插层效果有关.     

CTAB与SDS对膨润土改性的界面性质研究

选择以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)对膨润土进行改性,并对改性后的膨润土进行XRD、IR、TG以及体系电动电位、粒径分布的测定与表征.实验结果表明CTAB、SDS与膨润土的作用方式不同,CTAB带正电荷的亲油基与膨润土层间可交换阳离子发生离子交换作用,可进入膨润土的层间域;SDS没有插进膨润土的层间域中,但对膨润土颗粒的表面电荷产生屏蔽效应,使SDS改性膨润土的负电性下降.     

十二烷基三甲基氯化铵与四甲基氯化铵改性钠基蒙脱石的性质研究

利用十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)和四甲基氯化铵(TTAC)分别对钠基蒙脱石(Na-MMT)进行有机改性,合成了DTA-MMT和TTA-MMT两种蒙脱石复合材料.采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)等实验表征技术,以及蒙特卡洛(MC)模拟理论计算手段,对两种改性蒙脱石体系进行比较研究,探索了季铵盐添加量以及季铵盐烷基链长的变化对改性蒙脱石的片层空间结构与热力学性质的影响.研究表明,改性后的两种蒙脱石层间距均有一定程度的增大,当插层量增大时,具有长链烷基季铵盐的DTA-MMT体系对蒙脱石片层空间的撑大作用明显好于TTA-MMT体系;与自由相的季铵盐相比,插层季铵盐热分解温度显著提高,表明改性蒙脱石有利于其热稳定性的提升;此外,蒙特卡洛模拟得到的蒙脱石层间距数值与实验XRD表征结果具有很好的一致性,为进一步合理解释TGA与XRD等实验表征结果奠定了基础.     

四乙基溴化铵对离子型表面活性剂胶束化行为的影响

用表面张力方法研究了有机电解质四乙基溴化铵（（Ｅｔ）４ＮＢ）对离子型表面活性剂ＳＤＳ和ＤＴＡＢ胶束化行为的影响,并与无机电解质ＮａＢｒ的结果比较．实验结果表明,（Ｅｔ）４ＮＢ促进ＳＤＳ胶束化的能力强于ＮａＢｒ;但促进ＤＴＡＢ胶束化的能力与ＮａＢｒ基本一样．这说明：（Ｅｔ）４Ｎ＋与ＳＤＳ胶束间除了相反电荷静电吸引外,其乙基和表面活性剂碳氢链间还具有弱疏水相互作用,两者结合使（Ｅｔ）４Ｎ＋嵌入ＳＤＳ胶束离子头基中;这种疏水作用强度不及静电力,在静电排斥下,（Ｅｔ）４Ｎ＋乙基和ＤＴＡ＋碳氢链间疏水相互作用未能发生．     

纳米MCM-41分子筛微球的制备及结构表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源合成MCM-41分子筛.利用XRD、SEM、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附等表征手段探究不同的反应温度及老化时间对MCM-41分子筛形貌、粒径及结构的影响.结果显示:当反应温度在2080℃时,合成的纳米MCM-41分子筛的颗粒形貌呈球形,随着温度的升高,球形颗粒的直径逐渐增大,当温度升高到110℃时,MCM-41分子筛呈现出不规则的颗粒形貌;当老化时间为015h时,纳米MCM-41分子筛的单分散度较好,但随着老化时间的增加,粒径也在增加,同时颗粒团聚也比较严重.通过对纳米球形MCM-41分子筛形成机理的分析,得出合成纳米MCM-41分子筛微球的最优条件.     

阴离子-阳离子-非离子三元复配型表面活性剂制备微乳化柴油

以磁力搅拌器为分散手段,油酸、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)或十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)为主表面活性剂,在NH3.H2O存在的情况下,使用各种醇作助剂制备微乳化柴油,并对其增溶水量的各种影响因素进行研究。结果表明:复配体系TTAB/油酸/NH3.H2O比DTAB/油酸/NH3.H2O的增溶效果好,且在TTAB、油酸、NH3.H2O的摩尔比为1∶20∶17,复配乳化剂用量为3 g,正丁醇用量为3 mL,以0.15 mol/L的NaBr水溶液代替水相制备的微乳化柴油增溶水量最大、成本最低。所制备的微乳化柴油粒径在50～60 nm之间,稳定时间在190 d以上,黏度、密度、腐蚀性均符合国家标准。     

PVP与表面活性剂混合模板对CaCO3结晶的调控作用

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分别与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)组成混合模板,在CaCl2、Na2CO3体系中调控合成CaCO3晶体,考察结晶温度对CaCO3晶体的影响。采用电导率法确定混合模板中表面活性剂的使用浓度。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)及X线衍射仪(XRD)对晶体的形貌和结构进行表征。结果表明:SDS与CTAB结合到PVP长链上的浓度分别为2.4和1.1 mmol/L。在PVP-CTAB模板中,5℃时为方解石的层状CaCO3聚集体,25℃时有部分球形球霰石出现,90℃时得到了棒状文石晶体。在PVP-SDS模板中,5和25℃时均为方解石型球状CaCO3聚集体,90℃时得到棒状文石晶体。     

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐与苯乙烯两亲共聚物的共聚活性

以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季胺盐(QASDMAEMA)-溴代乙烷(MAEB)、溴代丁烷(MABB)、硫酸二甲酯(MADMS)及磷酸三甲酯(MATMP)季胺盐和苯乙烯(St)为单体,采用溶液自由基共聚合方法,合成了一类新型阳离子两亲共聚物.用元素分析确定两亲共聚物的组成,详细地研究了两类单体的共聚活性,比较了Finemann-Ross法和线性化(YBR)法,并得出四对共聚单体(MAEB/St、MABB/St、MADMS/St及MATMP/St)的竞聚率,其分别为:rMABB=0.44, rSt=0.15; rMAEB=0.66, rSt=0.36; rMADMS=0.66, rSt=0.27; rMATMP=0.34, rSt=0.49.最后,用Price-Alfrey的Q-e关系式研究了单体的共轭性和极性因子.     

含碳纳米管悬浮液的稳定性

在水中加入碳纳米管制备了含碳纳米管悬浮液(纳米流体),研究了几种典型类型的表面活性剂:十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)及乳化剂OP对纳米流体稳定性的影响,通过静置和离心分离等手段研究了其稳定性,并采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌进行了表征.结果显示,未加表面活性剂时碳纳米管不能均匀地分散到水中,而添加了表面活性剂的纳米流体的稳定性大幅度提高,能够稳定存在数月,而且表面活性剂质量浓度存在一个最佳值,此时纳米流体的稳定性最好.在3种表面活性剂中非离子型表面活性剂乳化剂OP作为分散剂时碳管纳米流体的稳定性最好.