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美國分散技術(shù)公司(DT)建立電聲法測定多孔材料吸附表面活性劑的新方法
閱讀:3792發(fā)布時(shí)間:2018-7-30
關(guān)鍵詞: 電聲法 非水電導(dǎo)率 多孔材料吸附 表面活性劑 DT-330/DT-700
在近一期的《膠體與界面科學(xué)雜志》上公布了世界膠體科學(xué)家、美國分散技術(shù)公司(DT)CEO Andrei Dukhin博士新的研究成果:用電導(dǎo)率測定多孔材料對(duì)非極性液體中的表面活性劑的吸附特性 (見Journal of Colloid and Interface Science 531 (2018) 523–532),宣告了一種新的多孔材料吸附測定方法的誕生!
以來,多孔材料的吸附研究都局限于氣體吸附,而對(duì)液體吸附的研究,尤其是定量吸附研究鮮有報(bào)道。美國DT公司的杜坎博士(Dr. Dukhin)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過13年的艱苦探索,建立起了一種的簡單方法,用以研究油中的表面活性劑吸附到多孔材料中。
他們假設(shè),表面活性劑在非極性液體中引起電離,使這種液體可導(dǎo)電,其電導(dǎo)率是表面活性劑濃度的線性函數(shù)。因此,電導(dǎo)率的測量可以用作監(jiān)測表面活性劑濃度的工具。
他們提出了一個(gè)該吸附過程初始階段的簡單理論模型,測試其預(yù)測實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了所有理論預(yù)測的趨勢,包括定性和定量。該方法可用于認(rèn)識(shí)在采油過程中表面活性劑在巖層中的行為,優(yōu)化表面活性劑濃度和分析化學(xué)組成。
表面活性劑廣泛應(yīng)用于提高原油采收率。它們可以改變巖層的潤濕性,使它們從被油浸潤變?yōu)楸凰?,利用?/span>/水重力排水使油的置換成為可能。該方法的建立不僅能使我們根據(jù)其組成為特定的巖石地層選擇合適的表面活性劑,而且還可以選擇理想的表面活性劑濃度。
該方法的意義在于用成本較低的非水電導(dǎo)率隨時(shí)間的衰減速率即可判斷在油中多孔材料(如巖層)對(duì)表面活性劑的吸附濃度和吸附平衡。模型實(shí)驗(yàn)僅需要依靠DT-330多功能電聲譜分析儀測定多孔材料的孔隙率,平均粒徑和非水電導(dǎo)率,甚至僅需要DT-700非水電導(dǎo)率測定儀(如果其它參數(shù)已知)即可。
在甲苯-Span 20混合液中加入2% (重量)的多孔硅膠后電導(dǎo)率隨時(shí)間的變化。
- 在電導(dǎo)率達(dá)到平衡后,再添加兩次SPAN 20到混合液中(每次各1 g)。
- 在該飽和階段加入表面活性劑會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率急劇增加,電導(dǎo)率的第二臺(tái)階緩慢下降。第二次飽和電平超過次飽和電平。這反映了孔道逐漸充滿表面活性劑的過程。
- 第三次添加表面活性劑僅導(dǎo)致電導(dǎo)率非常小的增加,因?yàn)榭?/span>道顯然已經(jīng)幾乎被表面活性劑SPAN 20填滿。?
理論和實(shí)驗(yàn)均已證明:在所述吸附過程的早期階段,歸一化電導(dǎo)率的對(duì)數(shù)是時(shí)間的線性函數(shù);電導(dǎo)率這種隨時(shí)間線性下降的速率與多孔材料的顆粒大小成反比;與顆粒的孔隙率成正比;與顆粒的體積分?jǐn)?shù)成正比;與孔徑無關(guān)。
在2005年,通過探索非離子表面活性劑對(duì)非極性液體的電離,Dukin和Goetz開始了這項(xiàng)研究。Parlia 和 Dukhin繼續(xù)這項(xiàng)工作,并發(fā)表了幾篇關(guān)于非極性液體電化學(xué)的論文。此外,他們還發(fā)現(xiàn),其他既親水又親油的兩親物質(zhì)如醇,也能誘導(dǎo)非極性液體的電離。他們已經(jīng)擴(kuò)展了這項(xiàng)工作,包括用離子化非極性液體飽和多孔材料,并開發(fā)了一個(gè)理論模型,以更好地研究這種系統(tǒng)。
該方法的建立為我國石油工業(yè)的第三次采用工藝的優(yōu)化提供了一個(gè)簡便易行的解決方案。
DT-330 多功能zeta電位、電導(dǎo)率和孔隙率分析儀 DT-700 非水電導(dǎo)率測定儀
美國分散科技公司(DTI)成立于1996年,享有7項(xiàng)美國,在ISO參與組織超聲法粒度分布標(biāo)準(zhǔn)和電聲法測量Zeta電位標(biāo)準(zhǔn)的制定。DT-330曾獲得2013年中國科學(xué)儀器行業(yè)備受關(guān)注國外儀器獎(jiǎng)。利用DT系列儀器,我們能夠分析:
- 濃漿中粒度分布
- 濃漿Zeta電位
- 膜和多孔材料的表面Zeta電位
- 等電點(diǎn)
- 孔隙率
- 體積流變學(xué)
- 表面活性劑優(yōu)化
- 表面活性劑配伍優(yōu)化
- 非水相和水相電導(dǎo)率
- 微流變
- 表面電荷和表面電導(dǎo)率
- 德拜長度
- 固體含量
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