离子强度对孤东4~#原油油滴表面ζ电位的影响

研究了简单电解质离子强度对孤东4#原油油滴表面ζ电位的影响.结果表明,油滴表面ζ电位绝对值并没有随离子强度的增加呈现持续下降的趋势,而是在一定离子强度下出现了极大值或极小值.油滴表面同电荷离子的吸附作用、扩散层中离子交换作用、较高电位下的松弛阻滞效应以及油滴在外电场作用下的极化作用等都可造成上述现象的发生,但同电荷离子的吸附作用是影响油滴异常电动行为的重要因素.在较高离子强度条件下,电解质对双电层的压缩作用增强,油滴表面ζ电位绝对值随离子强度的增加持续下降.说明对原油乳状液体系,经典双电层理论只适用于离子强度较高、双电层厚度较小的体系.这一结论将对双电层理论的进一步发展起到一定的促进作用.     

C—S—H表面上吸附态Cl^-离子的分布特点

应用表面物理化学理论，分析了C—S—H在不同浓度、不同种类氯化物溶液中浸泡后ξ电位发生变化的原因，并在此基础上推测了被吸附的Cl^-离子在C—S—H表面上的分布状态。Cl^-离子似乎是C—S—H的特性吸附离子，只要C—S—H浸泡于氯化物溶液中，Cl^-离子将优先进入吸附层。吸附于C—X—H表面的Cl^-离子的总量包括吸附层中的Cl^-离子量和扩散层中的Cl^-离子量。随浸泡液中Cl^-离子浓度的增大，Cl^-离子不断进入吸附层，但吸附层的空间是有限的，吸附层中Cl^-离子增加的速度逐渐减慢。扩散层的Cl^-离子量取决于ξ电位的大小。在较高浓度的AlCl3溶液中浸泡的C-S—H对Cl^-离子的吸附量显著增大，由于此时双电层已显著变薄，因而不能忽略C—S—H表面长程范氏力对Cl^-离子的吸引作用。     

高电荷态离子129Xeq+激发Au表面产生的X射线谱

目的研究高电荷态离子129Xeq (q=28,29,30)入射金属Au表面产生的特征X射线谱。方法应用高电荷态离子束流激发。结果在束流强度小于139 nA条件下,单离子的X射线产额可达10-8量级,特征X射线的产额随入射离子的动能和势能(电荷态)的增加而增加。结论与传统的X射线产生方法不同,高电荷态离子可以激发重原子的内壳层特征X射线谱,其产额高,品质好。     

C-S-H表面上吸附态C1-离子的分布特点

应用表面物理化学理论,分析了C-S-H在不同浓度、不同种类氯化物溶液中浸泡后ζ电位发生变化的原因,并在此基础上推测了被吸附的C1-离子在C-S-H表面上的分布状态.C1-离子似乎是C-S-H的特性吸附离子,只要C-S-H浸泡于氯化物溶液中,C1-离子将优先进入吸附层.吸附于C-S-H表面的C1-离子的总量包括吸附层中的C1-离子量和扩散层中的C1-离子量.随浸泡液中C1-离子浓度的增大,C1-离子不断进入吸附层,但吸附层的空间是有限的,吸附层中C1-离子增加的速度逐渐减慢.扩散层的C1-离子量取决于ζ电位的大小.在较高浓度的AlCl3溶液中浸泡的C-S-H对C1-离子的吸附量显著增大,由于此时双电层已显著变薄,因而不能忽略C-S-H表面长程范氏力对C1-离子的吸引作用.     

C-S-H表面上吸附态C1~-离子的分布特点

应用表面物理化学理论,分析了C-S-H在不同浓度、不同种类氯化物溶液中浸泡后ζ电位发生变化的原因,并在此基础上推测了被吸附的C1-离子在C-S-H表面上的分布状态。C1-离子似乎是C-S-H的特性吸附离子,只要C-S-H浸泡于氯化物溶液中,C1-离子将优先进入吸附层。吸附于C-S-H表面的C1-离子的总量包括吸附层中的C1-离子量和扩散层中的C1-离子量。随浸泡液中C1-离子浓度的增大,C1-离子不断进入吸附层,但吸附层的空间是有限的,吸附层中C1-离子增加的速度逐渐减慢。扩散层的C1-离子量取决于ζ电位的大小。在较高浓度的A lC l3溶液中浸泡的C-S-H对C1-离子的吸附量显著增大,由于此时双电层已显著变薄,因而不能忽略C-S-H表面长程范氏力对C1-离子的吸引作用。     

磁场中铁磁性胶料的聚沉性质

分析了铁磁性胶料及其周围电解质离子在磁场中的磁化行为和胶粒外磁场分布状况。利用双电层理论计算了在磁场作用下铁磁性胶料周围离子的分布情况，给出磁场作用下胶粒间势能表达式、体系聚沉的临界磁场和聚沉速率表达式，并以常温常压下水溶胶在0.003T磁场作用下的情况为例进行了计算。结果表明，磁场作用对胶粒周围电解质离子浓度分布的影响较小，对铁磁性胶粒间势能和胶粒间聚沉速率的影响较大。粒子浓度为10^16m^-3的水溶胶体系发生聚沉的临界磁场强度为0.0027T，磁场作用加快了聚沉速率。     

硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理

系统研究了硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响及其作用机理.通过净浆流动度试验及Marsh时间试验研究了硫酸盐种类及掺量对聚羧酸减水剂分散性能的影响,并通过zeta电位、平衡吸附量及絮凝结构形貌等微观测试手段对硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理进行分析.结果表明:随着硫酸根溶出率及溶出速率的增加,硫酸根离子与聚羧酸减水剂间的竞争吸附作用增强;硫酸根离子破坏浆液双电层,促使zeta电位绝对值下降,从而削弱水泥颗粒表面的静电斥力作用,导致水泥浆体絮凝结构数量及强度增大,相同剪切速率对浆体中的絮凝结构破坏程度下降,浆体分散性及流变性下降.     

α－FeOOH在含氯离子电解质溶液中的界面模型

根据双电层由固体表面、内外Ｈｅｌｍｈｏｔｚ层组成，且表面电荷的分布由表面电离、表面配位决定的理论，本文建立了α－ＦｅＯＯＨ／ＮａＣｌ胶体悬浮液的界面模型，导出了与双电层内电荷及电势分布有关的表面电离、表面配位平衡常数的表达式。     

微分电容法研究离子液体-二氯乙烷混合体系的电化学双电层结构

本文用循环伏安法和电化学阻抗法研究了室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸([Bmim][OTf])和1,2-二氯乙烷(DCE)混合体系在金电极上的界面微分电容,并和纯离子液体体系进行了比较.纯离子液体体系中,微分电容曲线为类驼峰型,阴离子[OTf]-在较正的电位下在金电极表面发生特性吸附.在混合体系中,不仅电导率明显增加,相应的电容值也有明显地增大,并且在零电荷电位处达到了最大值(此时离子液体的浓度为1mol/L).分别根据不同体系的微分电容结果,对相应的双电层结构进行了解释.     

影响油田采出水界面电性质的因素

通过室内试验的方法考察了离子强度、聚合物、石油磺酸盐、粘土及其复合体系等因素对胜利油田孤东4#>原油油水界面电性质的影响.结果表明,聚合物及石油磺酸盐在一定浓度范围内均能使模拟油珠表面ζ电势升高,浓度较高时,油滴表面ζ电势基本不再随浓度增加而发生明显改变.粘土和油滴间形成的OMA结构ζ电势高于蒙脱土及油滴单一体系粒子的ζ电势.在含聚合物体系中,OMA结构ζ电势高于相应单一体系中粒子ζ电势,且OMA结构的ζ电势随聚合物和蒙脱土浓度的变化规律与相应单一体系相似.石油磺酸盐浓度较低时,OMA结构ζ电势高于相应单一体系粒子ζ电势;石油磺酸盐浓度较高时,OMA结构ζ电势与单一石油磺酸盐体系中油滴表面ζ电势逐渐接近.在三因素混合体系中,粒子ζ电势均高于单一体系中ζ电势值,各组分对另一组分在油水界面上的吸附都具有不同程度的影响,但在对油水界面电性质的影响方面,这些组分之间并不存在明显的协同效应.     

采用动电方法的生物细胞介电特性研究

采用软胶粒动电理论并结合悬浮细胞单元的双电层模型,研究了在超声作用下细胞悬液的振动电位模型,并分别给出了离子和细胞动电极化电位的数学表达式及其之间的关系.根据模型建立了基于阶跃超声信号的细胞悬液动电测试系统.通过对NaCl溶液的振动电位测量表明,在低浓度离子溶液中,离子振动电位与离子浓度成正比,当离子浓度升高到一定值后,离子振动电位随离子浓度的升高呈波浪形下降,并由于超声凝聚颗粒的动电极化作用,会反相增加.通过对鸡血细胞悬液的振动电位测量表明,在低浓度细胞悬液中,由于离子与细胞动电极化的相互影响,悬液的振动电位随细胞浓度的增加而减小,当细胞浓度升高到6×105mL-1时,随着细胞浓度的升高,悬液的振动电位开始升高,此后鸡血细胞的动电极化对悬液振动电位的升高起到主要作用,从转折后的动电曲线的斜率可以实现对细胞介电特性的研究.     

电磁场对45钢和溶液界面行为的影响

采用电化学阻抗谱对电磁场加载下的45钢在自来水中的界面行为进行了测试,分析了电磁场对水中离子物理性质的影响。结果表明,加载后离子的运动有序化提高,局部浓差形成;离子和45钢表面层的双电层电容减小,弱化了吸附层离子和45钢表面的作用力;阻抗和容抗随加载功率的增大而增加,双电层间距增大,阴阳离子不易吸附在45钢表面而形成沉淀。随着电磁场场强的增大,钢表面沉淀物形成的趋势减弱。     

脉冲电场对人豆分离蛋白溶液表面性质的影响

为了探讨高强脉冲电场（PEF）对大豆分离蛋白（SPI）溶液分散体系稳定性的影响，研究了高强脉冲电场对大豆分离蛋白溶液ξ电位、氨基酸种类和表面张力的影响．结果表明：随着脉冲场强的不断增强，10mg／L及20mg／L的SPI溶液的ξ电位绝对值呈现先增大后减小的趋势，前者的ξ电位值在场强为10kV／cm时为-27．60mV（其绝对值达到最大），后者的则在场强为20kV／cm时为-32．57mV（其绝对值达到最大），此规律与SPI溶液中带负电荷氨基酸与带正电荷氨基酸的差值的变化规律基本一致；SPI溶液的表面张力随着脉冲场强的增强先增加，而后经历一个相对稳定的阶段，在较高场强下（25～35kV／cm）又有所降低．这说明脉冲电场处理对SPI溶液的作用机理在于：高强脉冲电场处理影响了氨基酸的极性和电负性，进而影响了蛋白质分子间的相互作用，从而影响到ξ电位和溶液稳定性．     

^129Xe^30＋入射Au靶表面的X射线辐射

当不同动能（350-600keV）高电荷态离子129Xe30＋入射Au表面过程中,发出了1.65keV的X射线和靶原子的Mα特征X射线.分析表明：高电荷态离子与Au表面相互作用过程中,Xe离子3d壳层的电子被激发,形成空穴,4f电子偶极跃迁辐射1.65keVM-X射线.同时,靶原子Au的3s电子被激发,退激辐射M-X射线.利用经典过垒模型解释了Xe的M-X射的产额随入射离子的动能增加而减小,靶原子的特征X射线产额随入射离子的动能增加而增加的原因.     

高电荷态离子Arq＋与Nb作用产生的X射线谱

利用光谱技术在超导离子源SECRAL上研究了10～20keV．q的Arq＋（q=16,17）离子入射在金属Nb表面产生的X射线谱．实验结果表明,高电荷态Ar16＋离子在金属表面中性化过程中存在着多电子激发,Ar16＋的K壳层电子被激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线．Ar空心原子的K层发射X射线的强度随入射离子的动能减弱,靶原子Nb的L层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强．Ar17＋单离子的Kα-X射线产额比Ar16＋单离子的Kα—X射线产额大3个数量级．     

高电荷态离子Ar~(q+)与Nb作用产生的X射线谱

利用光谱技术在超导离子源SECRAL上研究了10~20keV·q的Arq+(q=16,17)离子入射在金属Nb表面产生的X射线谱.实验结果表明,高电荷态Ar16+离子在金属表面中性化过程中存在着多电子激发,Ar16+的K壳层电子被激发产生空穴,级联退激发射Ar的Kα特征X射线.Ar空心原子的K层发射X射线的强度随入射离子的动能减弱,靶原子Nb的L层发射X射线强度随入射离子动能的增加而增强.Ar17+单离子的Kα-X射线产额比Ar16+单离子的Kα-X射线产额大3个数量级.     

冰晶石-氧化铝熔体在石墨碳板上湿润性的研究

本文采用连续脉冲技术,在观察无壁电解槽中电解质对碳电极湿润性的同时测量了两极间的电动势。研究结果表明,当石墨碳板作阳极时,随着石墨碳板上电位的升高,湿润角最初升高,尔后略有下降;但是当石墨碳板为阴极时,湿润角随碳板电位的降低而直线下降。实验发现,在0.4～1.6V的电位内,湿润角有一最大值,位于1.1V左右,此结果与双电层电容在此电位下有一最低点相对应,所以它相当于零电荷电位。上述研究结果与电位扫描图互为对照,进一步解释了当电极换向时的极化和湿润。     

脉冲电场对大豆分离蛋白溶液ξ电位和表面张力的影响

本文研究了高强脉冲电场对大豆分离蛋白（SPI）溶液ξ电位和表面张力的影响规律。结果表明：较低场强脉冲电场对SPI溶液的ξ电位影响不大,随着脉冲场强的进一步升高,不同浓度的SPI溶液呈现出不同的规律。对于浓度为10mg/ml的SPI溶液,其ξ电位值随场强的增大不断减小;而对于浓度为20 mg/ml的SPI溶液,其ξ电位值随场强的增大出现明显的波动,当场强为20 kV/cm时其ξ电位达到最高。考察溶液中氨基酸组成的极性与电负性,发现经20 kV/cm场强处理后,蛋白质溶液中极性氨基酸增加了70.36 mg/100g,且负电氨基酸增加量大于正电荷氨基酸增加量。SPI溶液表面张力随着脉冲场强的增强先增大,然后呈减小趋势。这一结论解释了脉冲电场处理对SPI溶液的作用机理在于：PEF处理影响了蛋白质溶液氨基酸的极性及电负性,从而影响到双电层电位差和溶液稳定性。     

蒙脱土对胜利原油油水界面性质及油水分离的影响

用室内实验的方法研究了蒙脱土对胜利原油油水界面性质及油水分离的影响.结果表明,当蒙脱土吸附了原油中的界面活性组分后容易聚集到油水界面上参与界面膜的形成,使界面膜强度显著增加,且膜强度有随蒙脱土浓度的增大而增大的趋势.蒙脱土对原油中界面活性组分的吸附使得蒙脱土可与原油模拟油的油滴间形成OMA结构,其zeta电位明显高于蒙脱土及油滴的zeta电位.蒙脱土的水化作用使得OMA结构中夹带了较多的水,这种夹带的水随OMA结构一起上浮到乳状液的上层浓相中,使得O/W型乳状液的稳定性增强,导致油水分离更加困难.     

脉冲电场对大豆分离蛋白溶液表面性质的影响

为了探讨高强脉冲电场(PEF)对大豆分离蛋白(SPI)溶液分散体系稳定性的影响,研究了高强脉冲电场对大豆分离蛋白溶液ξ电位、氨基酸种类和表面张力的影响.结果表明:随着脉冲场强的不断增强,10mg/L及20mg/L的SPI溶液的ξ电位绝对值呈现先增大后减小的趋势,前者的ξ电位值在场强为10kV/cm时为-27.60mV(其绝对值达到最大),后者的则在场强为20kV/cm时为-32.57mV(其绝对值达到最大),此规律与SPI溶液中带负电荷氨基酸与带正电荷氨基酸的差值的变化规律基本一致;SPI溶液的表面张力随着脉冲场强的增强先增加,而后经历一个相对稳定的阶段,在较高场强下(25～35kV/cm)又有所降低.这说明脉冲电场处理对SPI溶液的作用机理在于:高强脉冲电场处理影响了氨基酸的极性和电负性,进而影响了蛋白质分子间的相互作用,从而影响到ξ电位和溶液稳定性.