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时间:2018-11-23
《无机盐对阴离子型表面活性剂油水界面聚集行为影响的MD模拟》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、中图分类号:O647单位代码:10425学号:S12090967无机盐对阴离子型表面活性剂油水界面聚集行为影响的MD模拟MDSimulationsoftheEffectofInorganicSaltsonAggreationBehavoirofAnionicSurfactantsattheOil/WaterInterface学科专业:材料科学与工程研究方向:石油工业设备腐蚀与防护作者姓名:张田田指导教师:胡松青教授二〇一五年六月MDSimulationsoftheEffectofInorganicSaltsonAggreationB
2、ehavoirofAnionicSurfactantsattheOil/WaterInterfaceAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ZhangTiantianSupervisor:Prof.HuSongqingCollegeofScienceChinaUniversityofPetroleum(EastChina)摘要阴离子表面活性剂在三次采油中起着重要作用,其驱油原理之一是能定向吸附于油水界面,降低油水界面张力。由于阴离子表面活性剂在水溶液中解离后活性部分带+2+2+负电
3、荷,地层中的矿物离子如Na、Mg和Ca会对其界面活性产生较大影响。开展无机盐对其油水界面聚集行为影响的研究,对理解实验现象和耐盐机理有一定帮助。鉴于此,本论文采用分子动力学模拟方法,探究阴离子表面活性剂由溶液相迁移至油水界面的动力学过程,研究无机盐对该聚集过程的影响,并进一步考察无机盐对吸附在油水界面的表面活性剂界面性质的影响。由于对表面活性剂从溶液相迁移至油水界面的研究处于探索阶段,因此对该模型的合理性进行了验证。模拟结果表明,十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和十二烷基聚氧
4、乙烯醚羧酸钠(AEC)油水界面处的界面活性由高到低的顺序为:AES>AEC>SDBS>SDS,该结果与文献中报道的实验结论一致,证明了初始模型的合理性。2++界面聚集过程的研究结果表明,Mg浓度对SDBS的影响大于Na浓度的影响;2+2+Ca对AES和SDBS界面活性的影响比Mg对其界面活性的影响更大;AES耐盐性能优于SDBS。界面性质的研究结果表明,盐离子对界面处AES分子构型、界面双电层、极性头周围的水化层、盐离子与极性头相结合的倾向性等性质均有影响;理论评价无机盐对2+2++AES界面性质的影响顺序为:Ca>Mg>Na,该结
5、果与文献中报道的无机盐对AES2+2+界面活性的影响规律一致;此外,当体系中Ca浓度偏高时,Ca与AES极性头相结合形成溶解度偏低的钙盐,进而使得AES亲水性降低,分子构型改变为整体平铺在油水界面。关键词:无机盐,阴离子表面活性剂,分子动力学模拟,油水界面,聚集过程iMDSimulationsoftheEffectofInorganicSaltsonAggreationBehavoirofAnionicSurfactantsattheOil/WaterInterfaceZhangTiantian(MaterialScienceand
6、Engineering)DirectedbyProf.HuSongqingAbstractAnionicsurfactantsplayanimportantroleintertiaryoilrecovery,andoneoftheirprinciplesisreducingtheinterfacetensionofoil/waterinterfacethroughorientedadsorptionattheinterface.Sinceanionicsurfactantsinaqueoussolutioncandecomposei
7、nto+2+counterionandthenegativelychargedactivepart,mineralsaltsincludingNa、Mgand2+Cacansignificantlyaffectsurfaceactivityofanionicsurfactants.Theinvestigationontheinfluenceofsaltionsinanionicsurfactantsadsorptionattheoil/waterinterfacewouldbeusefultounderstandtherelativ
8、eexperimentalphenomenaandthesalt-tolerantmechanismofanionicsurfactants.Inviewofthis,thedynamicsprocessofanionicsurfac
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