铜溶剂萃取O/W型乳化液的结构稳定性

研究了铜溶剂萃取体系中O/W型界面乳化液的稳定机理. 研究结果表明, 除静电斥力效应和固体界面膜的稳定作用之外, O/W型界面乳化液中的三维结构障碍也是其主要的稳定因素. 由于水相中Fe3 和SiO2等易水解成分的浓度均超过其水解平衡条件所要求的浓度, 它们水解形成的Fe(OH)3和SiO2胶体分散体系在连续相中形成三维网状结构, 阻碍乳化液滴的聚结.     

萃取界面乳液的固体微粒稳定机理

对铜溶剂萃取时萃原液中固体微粒稳定界面乳化液的机理进行了研究.研究结果表明:固体微粒是促进界面乳液形成和稳定的关键因素,它通过3种机制稳定界面乳化液:一是减小乳化液滴粒度和粒度分布区间,当萃原液中固体微粒的质量浓度由0.138 g/L增加到2.918 g/L时,液滴平均粒径由346.7μm减小到25.5 μm,48 h后破乳率由84%降低到27%;二是在液滴界面形成固体复合界面膜对液滴起保护作用;三是以微粒絮团的方式填充于液滴间隙中,阻断液滴接触,防止液滴聚结破乳.     

浸出液pH对萃取过程中界面乳化物形成的影响

通过考察镍钴浸出液在不同pH下界面乳化物的生成率和乳化液透光度随时间的变化,研究浸出液pH对萃取过程中界面乳化物生成的影响。结果表明:当pH为2.0~2.1时,乳化液的稳定性最差,易于分相。当pH为1.6~1.8时,溶液中有硫酸钙晶体析出导致界面乳化物产生,当pH2.1时,溶液中的2?3SiO以SiO2胶体的形式析出,加速乳化物的形成,并且乳化程度会随pH的升高逐渐加重。萃取过程中为避免界面乳化物的产生,萃原液pH为2.0左右比较适合,对该pH溶液多次循环萃取,得到循环过程中硫酸钙结晶物和SiO2胶体的析出量均较少。     

双乳液集群不稳定性的平面显微观测（英文）

双重乳液在许多领域具有巨大的潜在应用,但其广泛使用受到其不稳定性的限制.为此建立了一种基于显微镜观察双乳液集群不稳定性的平面实验观测方法,研究影响液滴不稳定性的关键因素.首先采用玻璃毛细管装置制备了均匀的单分散双重乳化液滴,通过显微镜记录双重液滴动态信息,发现双重乳液的不稳定是由扩散和聚结共同造成的.然后通过光固化实验使内部液滴与外部相的聚结现象变得可视化.实验结果表明,W/O/W液滴的油膜厚度越厚,内部液滴与外部相的聚结就越难,双重乳液越稳定.最后通过改变最外相甘油浓度研究了甘油对双重乳液稳定性的影响.研究发现双重乳液的稳定时间随着甘油浓度的减小而增加,但当甘油浓度减小到10wt%时,双重乳液稳定性反而变差.当甘油浓度不小于40wt%时,双重乳液的不稳定更多是因为W/O/W液滴转化为O/W液滴造成的;而当甘油浓度不大于30wt%时,双重乳液的不稳定更多是因为W/O/W液滴转化为W/W液滴造成的.此外,通过使用不同的表面活性剂,发现聚乙烯醇(PVA)配制的双重乳液产率较高稳定时间更长.     

铜表面液滴冻结的实验研究

为了研究液滴冻结过程中液滴内部固-液相界面的动态变化特性以及液滴形变的变化规律,基于液滴冻结可视化实验平台,对冷铜表面液滴冻结过程进行了可视化实验研究,分析了不同冷表面预设温度下液滴过冷度和液滴冻结时间的变化规律以及液滴体积对液滴冻结时间的影响。实验结果表明:在液滴冻结过程中,液滴内部固-液相界面呈现出凹界面特性;在表面张力和固-液相界面的凹面特性的共同作用下,液滴完全冻结后会在其顶部形成明显的乳状凸起;液滴冻结前期固-液相界面的推移速度较快,冻结速度较快,随着时间的推移,固-液相界面的推移速度逐渐减小,致使冻结速度减小;随着冷表面温度的降低,液滴冻结所需要的过冷度不断增加。研究发现了临界过冷度的存在,约为-12℃,适当增加液滴的临界过冷度可延缓其冻结过程。液滴冻结时间主要取决于液滴过冷时间,液滴过冷时间受冷表面温度的影响较大;液滴体积对液滴过冷时间的影响并不是单调的。     

绝缘紧凑型电破乳器中液滴聚结特性研究

为了提高油包水乳状液在电脱水过程中的破乳效率，从静电聚结机理出发，推导出电极间距与电场强度的关系式；通过分析液滴在极板间距狭小的矩形聚结管道中的受力状况，同时考虑绝缘层以及层流流态对电场中液滴聚结作用的影响，设计出一种绝缘紧凑型电破乳器。改变所加电压和流量以调节破乳器中的电场强度和乳状液停留时间，利用激光粒度仪测量乳化物中水滴的体积平均直径。结果表明，缩小电极间距能产生高强电场；包覆绝缘层的电极板在小间距下能有效破乳并防止击穿，且电场强度越大停留时间越长，聚结效果越显著。该装置可提高油包水乳状液的聚结效率并节省大量空间。     

球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉对Pickering乳液形成的影响

为了提高淀粉颗粒的乳化能力,以球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉为颗粒乳化剂,大豆油为油相,制备水包油型Pickering乳液。采用激光粒度仪、研究级正置显微镜、流变仪等对Pickering乳液外观、液滴粒径、显微形态及动态流变特性进行表征,考察淀粉颗粒质量浓度(1、5、10、20、30mg/mL)和油相体积分数(10%、20%、30%、40%、50%)对乳液稳定性和流变特性的影响。研究发现:增加颗粒质量浓度导致乳化相体积增加,液滴粒径减小;随着油相体积分数的增加,乳化相体积增加,液滴粒径增大。当颗粒质量浓度为20mg/mL,油相体积分数为40%时,乳液的乳析现象明显改善。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒吸附在油/水界面,有效抵抗了液滴聚结,使乳液在储存30d后仍表现出良好的稳定性。流变特性表明:乳液内部存在弹性凝胶网络结构,随着颗粒质量浓度和油相体积分数的增加,液滴间堆积变得更紧密,从而增加了乳液黏度和凝胶强度,使其抵抗形变能力增强。球磨-酯化复合改性槟榔芋淀粉颗粒具有良好的作为Pickering乳液稳定剂的潜力。     

七中区二元驱油体系乳化性能研究

乳化在二元复合驱提高原油采收率技术中具有重要的作用。当表面活性剂、聚合物的液滴和油滴混合通过多孔介质时,受外力作用会发生乳化。以新疆油田七中区油藏为目标区块,研制了适合油藏条件的二元驱油配方。通过实验研究油/水乳状液的表观黏度与合成方法、液滴尺寸、注入能量的关系。结果显示瓶试法和乳化机法更适合模拟七中区地层乳化;注入能量越高,乳状液颗粒越小,表观黏度越大。物模实验证明界面张力和乳化都对最终采收率有着重要的影响。     

表面活性剂HY-3的表面扩张粘弹性质的研究

使用法国I.T.Concept公司生产的Tracker全自动液滴界面张力仪,通过对悬挂气泡/液滴的面积采用正弦振荡方案,利用滴外形分析方法测定阴离子型表面活性剂(发泡剂)HY—3溶液的表面/界面扩张黏弹性质。利用气泡(液滴)扩张压缩法研究了动态表面张力和表面扩张黏弹模量的影响因素。结果表明,随表面活性剂浓度的升高,HY—3溶液的表面张力逐渐降低,但当表面活性剂浓度达到临界胶束浓度时,HY—3溶液的表面张力不再降低;温度升高,HY—3溶液的表面张力降低,有助于提高液膜的稳定性。随着表面活性剂浓度的升高,表面扩张黏弹模量逐渐增大,但当表面活性剂浓度达到临界胶束浓度时,HY—3溶液的表面扩张黏弹模量开始减小;随着扩张频率的增大,表面扩张黏弹模量增大,液膜的机械强度增大,其自修复能力强,导致泡沫体系抗形变能力增强,泡沫稳定性呈现上升的趋势。     

二氧化硅胶体聚合体吸附铀的研究

采用自制的二氧化硅胶体聚合体,进行了pH值、接触时间和铀初始浓度对二氧化硅胶体聚合体吸附铀效果影响试验,结果表明,溶液的pH对二氧化硅胶体聚合体吸附铀的效果影响较大,并且在pH为4时吸附铀的效果达到最佳;二氧化硅胶体聚合体吸附铀的速度快,30 min即可达到吸附平衡;该材料去除铀的效率高,当溶液中铀初始浓度低于10 mg/L时,该材料对铀的去除率大于98%;随着初始铀浓度增加,吸附容量增加,铀的去除率降低;扫描电镜分析结果表明,二氧化硅胶体聚合体表面形貌吸附铀前后变化不大;能谱分析结果表明,1 g吸附剂所吸附铀的质量分数为4.32%,与二氧化硅胶体聚合体从溶液中吸附铀43.0 mg相吻合.     

水击谐波条件下乳化油液滴积聚过程影响因素初探

根据乳化油液滴的形成过程和其运动状态的特点,选择和控制适宜的破乳条件促进乳化液滴的积聚,可以实现乳化油液的有效破乳。通过对W/O型乳化油液滴在水击谐波场力作用下的过程进行分析,发现在水击谐波波节的±λ/4范围内,分散相液滴经过一定的时间发生了积聚,但影响分散相液滴相互聚集的因素多且又复杂。通过由理论分析和试验结果初步确定了乳化油液滴积聚过程的主要影响因素,其中随着水击谐波频率、油液速度的增大,积聚过程加快,控制在水击谐波频率为10Hz条件下,液滴积聚效果较佳。而随着连续物相的黏度系数增大,液滴积聚的时间增加,积聚过程反而降低,控制连续相的黏度系数在1.0×10-3 Pa·s左右,液滴积聚效果较为理想;同时发现乳化油液滴粒径的大小对积聚过程也产生一定的影响,因此积聚过程不能忽略乳化油液滴惯性力的作用。控制好合适的物性参数可以实现分散相液滴的积聚和聚结,为深入研究乳化油液的水击谐波破乳脱水奠定基础。     

高压喷射雾化液滴的二次破碎机理

采用射流界面不稳定扰动波雾化分裂理论,分析了单液滴在空气中以极高的速度运动过程中,由于液滴所受内外作用力的不平衡边界条件所产生的表面扰动;建立了液滴二次破碎色散方程,给出了单液滴在扰动波作用下发生二次破碎的最快增长率和相应的最不稳定波长,以及破碎时间和稳定液滴直径;分析了液体粘性、液滴速度对高速运动液滴不稳定性的影响,对液滴雾化机理进行了理论探讨.仿真表明:由作用于高速运动液滴表面的不平衡力,使得液滴界面产生变形加速度,这是导致液滴表面不稳定而进一步分裂的内在动因;粘性对扰动波发展有抑制作用,气液界面运动加速度是控制液滴破碎的重要因素.     

表面活性剂溶液表面层的宏观量子化现象

在离子型表面活性剂水溶液中，表面活性剂分子自发地在空气一水界面形成了一个静电偶极层，不同液面之间的静电排斥力，使得液滴能够浮在液面上．表面的振动使表面活性剂分子在表面的分布趋向均匀，从而液滴可以漂浮更长时间．实验结果证实，静电力确实起到了关键的作用．同时，随着溶液体相浓度的改变，表面浓度呈现不连续的变化，并观察到平台现象，直到临界胶束浓度，反映了表面浓度这一宏观量的量子化．这种现象可归因于稳定的表面二维有序结构的形成．     

乳化原油破乳剂

综述了乳化原油破乳中使用的两类破乳剂，即油包水乳化原油破乳剂和水包油乳化原油破乳剂，重点介绍了它们的发展过程，重要的破乳剂，破乳机理和发展趋势，研究认为，一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原油，其破乳剂主要是高分子非离子型表面活性剂，能过取代，聚结，增溶等机理起作用，三次膝油采出的乳化原油多是水包油乳化原油，其破乳剂主要是表面活性剂的高分子，通过反应，取代，抵消，聚结等机理起作用，这两     

用于油水分离的聚结技术及其进展

对处理油水乳化液聚结分离技术的研究进展进行了综述,包括聚结床类型与材料、聚结的过程以及影响聚结性能的参数。重点介绍了多孔聚结床、颗粒聚结床和纤维聚结床的研究与应用;总结了液滴聚结过程中的接近机理、粘附机理和释放机理;详细叙述了填料表面性质、尺寸和流速、聚结床厚度、表面活性剂及其他因素对聚结性能的影响,指出了研究者对影响参数不一致甚至矛盾的结论。根据其研究状况阐述了存在的问题,其中聚结机理和影响参数需要进一步实验验证,提出了聚结技术未来研究和发展的方向。     

超疏水表面液滴冻结初期冻结行为传递特性

针对超疏水表面结霜过程中液滴冻结初期"冰桥"导致冻结行为传递的现象,建立液滴与冻结液滴之间的传质模型,揭示超疏水表面液滴冻结初期冻结行为传递的机制。探究冻结行为传递的条件,揭示表面润湿性及表面温度对"冰桥"形成的影响规律。研究结果表明:当液滴与冻结液滴之间的距离小于临界距离时,"冰桥"才可能形成;表面疏水性能越好,液滴分布越稀疏,"冰桥"形成速度越慢,冻结行为越难以传递;表面温度影响液滴表面与冻结液滴表面水蒸气分压力差,水蒸气分压力差越大,"冰桥"形成速度越快。     

垂直沉积法制备二氢化硅胶体晶体及其表征

利用垂直沉积法将单分散的二氧化硅胶体微球自组装生长为胶体晶体，并用扫描电子显微镜和紫外—可见光分光光度计对其显微形貌和光学特性进行了表征．结果表明二氧化硅微球有序堆积，自组装成胶体晶体，其结构为FCC密排结构，表面为FCC密排结构的(111)面；反射光谱还表明，所制备的胶体晶体的光子带隙位于可见光波段．与重力沉淀等其他自组装方法相比，垂直沉积法制备胶体晶体具有能够用胶体微球粒径和胶体溶液浓度精确控制样品厚度等优点．     

CeO2纳米燃油单液滴蒸发数值模拟研究

基于单液滴蒸发可视化试验,应用ANSYS FLUENT计算流体力学模拟软件,建立纳米燃油单液滴蒸发模型,探究纳米粒子质量浓度和粒径对燃油液滴蒸发过程中温度和燃油蒸气质量浓度的影响. 结果表明,纳米燃油液滴中的纳米粒子质量浓度越高、粒径越小,燃油液滴的蒸发平衡温度越高,相同时间内的燃油蒸气气相体积分数越高. 在环境温度573 K下,纳米燃油液滴从外界环境吸收热量使自身温度不断升高,在计算域内沿液滴表面向外延伸形成质量浓度边界层和温度边界层,促进液相向气相的转化.在蒸发初始阶段,蒸发速率较低,燃油蒸气气相体积分数较小;随着蒸发过程持续进行,由于纳米粒子增强传热传质的作用,液相组分蒸发汽化加快,液滴蒸发速率加快.     

针对高矿化度油田二元复合体系配方优选

室内研究筛选聚合物-表面活性剂二元复合体系配方,测得不同质量分数的NB—01表面活性剂与不同浓度ZL—II型和KYPAM聚合物复配的油水界面张力。NB—01表面活性剂在保持较高的活性剂浓度时(大于等于0.2%),能够形成10-3mN/m数量级超低界面张力,而在低活性剂浓度时(小于等于0.1%),难以形成超低界面张力。SS活性剂在浓度为0.3%和0.2%时,与KYPAM和ZL—Ⅱ聚合物在浓度为1 500 mg/L时复配,可以明显降低油水界面张力。通过在SS与KY-PAM和ZL—Ⅱ二元体系中加入不同含量的NaCl,得出在SS/KYPAM二元体系中,加入1.0%NaCl,能有效改善体系的界面张力。天然岩心验证实验得知,ZL—Ⅱ/SS+NaCl体系化学驱采收率与KYPAM/SS+NaCl体系化学驱采收率基本相当。     

溶液与界面的协同与融合——自组装聚集结构

自聚集作用使体相溶液和界面协同与融合。溶液和界面聚集结构研究是表面活性剂科学研究中最重要的研究内容之一,也是近年来软物质科学研究中的主要内容。本文基于近年来山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室在溶液聚集体构筑、聚集体结构(特别是囊泡相)和性能以及界面自组装结构薄膜研究等方面的研究成果,阐述了胶体与界面(表面活性剂)科学研究中的新观点——自组装聚集结构使溶液和界面协同与融合。