气田采出水乳化规律及其与界面张力的关系研究

为了得到不同影响因素对气田采出水乳化的作用规律，以及乳化规律与界面张力的关系，首先研究了气田采出水的矿化度和主要无机盐（CaCl₂、NaCl）浓度对其乳化规律和界面张力的影响。研究发现：静置初始乳化程度、乳化稳定性和界面张力均随矿化度或无机盐浓度的增加而逐渐降低；增加相同质量浓度的CaCl₂或NaCl时，CaCl₂对乳化程度和界面张力的影响更大。其次，通过研究不同泡排剂含量下的乳化规律，发现增加微量泡排剂就可大幅提升静置初始乳化程度和乳化稳定性：泡排剂质量分数从0仅提升至1‰，静置初始浊度即提高1倍，静置48 h后浊度的降低幅度从94%降至43%。此外，增加矿化度和泡排剂含量均会使油/水界面张力降低，不过二者对静置初始乳化程度的变化趋势影响相反，说明仅凭界面张力的变化无法判断初始乳化程度上升或下降的变化趋势。但对比不同影响因素下界面张力的变化幅度和静置初始乳化程度的变化幅度发现，在单因素实验中，当界面张力的变化幅度越大时，气田采出水静置初始乳化程度的变化幅度也越大。     

硫酸铁改性活性氧化铝除氟性能及机理探究

采用浸渍法制备质量分数为1.0%、2.5%的硫酸铁溶液改性活性氧化铝（1.0% Fe₂（SO₄）₃-MGAA、2.5% Fe₂（SO₄）₃-MGAA）,根据吸附等温实验和吸附动力学实验研究其对氟的吸附性能,从BET表征、零质子电荷点（pH_zpc）和pH缓冲强度等角度探讨吸附剂除氟机理。实验结果表明：活性氧化铝GAA、1.0% Fe₂（SO₄）₃-MGAA、2.5% Fe₂（SO₄）₃-MGAA 3种吸附剂除氟的吸附等温线均更好地符合Langmuir吸附,最大吸附量分别为8.78、14.08、16.78 mg/g,对20 mg/L高氟水去除率分别为34.5%、54.5%、66.5%;3种吸附剂对水中氟的吸附动力学符合准二级吸附速率方程;改性活性氧化铝表面存在的SO₄^2-和OH^-与F^-发生离子交换作用,SOFe²⁺与F^-产生配位作用,并存在一定的静电作用。改性后活性氧化铝pH缓冲强度均显著增强,数据分析发现pH缓冲强度与吸附性能呈正相关,因此可以从pH缓冲强度的角度初步预测改性效果。     

颗粒改性活性氧化铝吸附除氟动力学和热力学的研究

通过对硫酸铁改性活性氧化铝颗粒（FMAA）吸附除氟的静态实验研究,得到其吸附动力学和吸附热力学描述,并进一步探讨了吸附机理和速率控制步骤。用拟一阶动力学模型、拟二阶动力学模型、Elovich模型、Boyd模型对吸附动力学实验数据进行拟合,发现所有动力学数据均符合拟二阶动力学模型,且Boyd模型拟合结果支持颗粒内扩散为动力学控制步骤的结论。采用Langmuir、Freundlich和Sips吸附等温线模型对数据进行拟合,结果显示吸附平衡数据与Sips模型相关性好,且Sips常数γ=0.712,说明FMAA上的氟离子是不均一的单层吸附。由范特霍夫方程求得吸附焓变ΔH⁰=30.39 kJ/mol,且动力学实验数据与Elovich方程相关性好,说明FMAA对氟离子的吸附主要为化学吸附。