阴离子表面活性剂与无机盐相互作用的理论研究

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1、中图分类号：TE39单位代码：10425学号：S11090965阴离子表面活性剂与无机盐相互作用的理论研究TheoreticalStudiesontheInteractionbetweenAnionicSurfactantsandInorganicSalts学科专业：材料科学与工程研究方向：材料电化学与能源材料作者姓名：范成成指导教师：胡松青教授二〇一四年四月TheoreticalStudiesontheInteractionbetweenAnionicSurfactantsandInorganicSalt

2、sAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FanChengchengSupervisor：Prof.HuSongqingCollegeofScienceChinaUniversityofPetroleum(EastChina)独创性声明和使用授权书格式关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的

3、研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学（华东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学（华东）有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交、赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，

4、采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要阴离子表面活性剂在水溶液中会解离出表面活性剂阴离子，因此受阳离子以及无机+2+2+盐离子的影响较大。在高温高盐油藏中，矿物盐离子如Na、Mg和Ca会显著降低阴离子表面活性剂的表面活性、溶解度，甚至会导致表面活性剂的“盐析”或沉淀。开展阴离子表面活性剂耐盐机理的理论研究，对理解实验现象以及指导新型耐盐表面活性剂的筛选和设计都有重要的意义。鉴于此，本论文采用理论计算和分子模拟

5、方法，研究阴离子表面活性剂与无机盐离子的微观相互作用，深入了解无机盐对阴离子表面活性剂性质的影响。理论计算结果表明，阴离子表面活性剂与无机盐离子的相互作用不仅取决于无机盐离子种类，还与溶剂的性质有关。水相中，SDBS、SDSn和SDC与无机盐离子均以二2+2++配位方式结合，且Ca与阴离子表面活性剂的结合最为稳定，Mg次之，Na最弱；油相中，SDBS与无机盐离子的稳定结合方式不变，但SDBS与无机盐离子的结合能比水2+2+相中高，且Mg与SDBS的结合要比Ca稳定；三种阴离子表面活性剂的耐盐性能满足：SDB

6、S>SDSn>SDC。气液界面处，SDBS阴离子与六个水分子相互作用形成稳定--2+2++水合物DBS·6H2O；无机盐离子对DBS·6H2O结构的影响程度满足：Ca>Mg>Na，-且DBS·6H2O的水化层在阻止表面活性剂与无机盐离子之间的静电相互作用中起重要作用。2+分子模拟结果表明，Mg由于离子半径较小，且带电荷较多，能够从溶液体相进入+2+表面活性剂体系的界面区域，取代反离子Na的位置与表面活性剂头基结合。Mg进入+界面区域后，会压缩体系界面双电层和界面水层厚度，限制反离子Na的扩散。此外，2+Mg

7、强烈的水化作用会增加头基水化层的厚度，限制水化层内水分子的扩散。与SDSn2+相比，A12ESO2由于具有乙氧基基团，耐盐性能较好，Mg对其气液界面性质的影响较小。关键词：阴离子表面活性剂，无机盐，密度泛函理论，分子动力学，气液界面iTheoreticalStudiesontheInteractionbetweenAnionicSurfactantsandInorganicSaltsFanChengcheng（CollegeofScience）DirectedbyProf.HuSongqingAbstrac

8、tAnionicsurfactantcandecomposeintosurfactantanionandcounterioninaqueoussolution,andthereforecanbesignificantlyaffectedbycationsorinorganicsalts.Intheoil+2+2+reservoirwithhightemperatureandsalinity,mineralsalt