改性纳米粒子在有机硅类消泡剂中的应用

为解决纳米 SiO₂易团聚和有机硅乳液消泡剂稳定性差、 易分层的问题, 用聚二甲基硅氧烷 （PDMS） 对纳米SiO₂表面进行了接枝改性, 考察了反应温度对纳米颗粒接枝率和疏水程度的影响, 研究了纳米颗粒疏水程度及加量对消泡剂消泡、 抑泡性能的影响以及消泡剂的稳定性。结果表明： 反应温度越高, 改性纳米 SiO₂的 Zeta电位越高, 疏水性越强, 改性反应的接枝率越高, 反应温度为 65℃时, 改性纳米 SiO₂的 Zeta电位最高 （-4 mV）, 颗粒压片的接触角最大 （166.4°）; 纳米 SiO₂的疏水程度越高, 消泡剂的消泡和抑泡性能越好; 随纳米 SiO₂加量的增大, 消泡剂消泡时间先降低后增加, 抑泡时间先增加后降低, 纳米 SiO₂加量为 7%、 颗粒压片接触角为 166.4°时, 消泡剂的消泡、 抑泡效果最佳, 消泡时间为 16 s, 抑泡时间为 88 s。改性纳米 SiO₂为主体的消泡剂稳定性较好, 可在去离子水中迅速分散、 液面无油状物, 用去离子水稀释后在 3000 r/min下离心 60 min乳液不分层, 稳定性好于市售有机硅乳液消泡剂。图1表4参14     

纳米KH550-C18/SiO2复合粒子稠油降黏剂的制备及应用性能

通过硅烷偶联剂KH550和十八酸对纳米SiO_2进行复合疏水改性,制备了一种新型纳米KH550-C18/SiO_2复合粒子降黏剂。采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)、扫描量热分析(DSC)等手段对改性后纳米SiO_2粒子的结构和性质进行分析表征。将其应用于大庆高蜡稠油进行降黏性能测试,研究了改性剂用量配比和降黏剂加入量对降黏效果的影响。结果表明,复合改性后,颗粒团聚程度减轻,在有机介质中能均匀稳定分散;纳米KH550-C18/SiO_2复合粒子表面由于接枝了含有极性基团的有机长链,能同时起到改善蜡质结晶行为和抑制胶质、沥青质形成大尺寸聚集体的作用;在最佳合成条件和最佳加入量时,该降黏剂在40℃的表观降黏率和净降黏率分别达66.91%和40.32%,优于市售EVA降黏剂。     

多苯基芳基硅烷偶联剂改性纳米SiO_2封堵剂

以工业纳米SiO_2为原料,四苯基苄基三乙氧基硅烷为表面改性剂,氨水为催化剂,制备了一种改性纳米SiO_2。借助激光粒度分析仪、透射电镜(TEM)、六速流变仪和滤失仪,对比了改性前后纳米SiO_2在钻井液中的粒度分布和微观形貌特征,以及对钻井液流变性能和滤失性能的影响。通过模拟地层渗透率测试实验,评价了不同纳米SiO_2对纳微米孔隙的封堵能力。实验结果表明:经140℃老化16 h后,钻井液中的工业纳米SiO_2发生了明显的团聚现象,而改性纳米SiO_2相反;2种纳米SiO_2对钻井液的流变性能影响较小,但改性纳米SiO_2可以显著降低钻井液的滤失量;与工业纳米SiO_2相比,改性纳米SiO_2可有效对纳微米裂隙进行封堵,当其在钻井液中的质量分数为3.0%时,对模拟纳微米孔隙地层的封堵率达到98.93%。     

魔芋葡甘露聚糖与AMPSNa的接枝共聚物及其性能

以硝酸铈铵为引发剂、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPSNa)为接枝改性单体,对魔芋葡甘露聚糖(KGM)进行接枝改性。考察反应温度、引发剂用量、AMPSNa浓度等因素对KGM-g-AMPSNa接枝共聚物溶胶黏度的影响以及交联剂对接枝共聚物交联及压裂液性能的影响。采用FTIR技术对KGM-g-AMPSNa结构进行表征。实验结果表明,合成接枝共聚物最佳的反应条件为:6.2 g KGM溶于20 m L 75%(φ)乙醇,40℃下溶胀0.5 h,AMPSNa浓度0.43 mol/L,引发剂浓度1.71 mmol/L,反应温度50℃,反应时间2.5 h,在此条件下0.6%(w)接枝共聚物溶胶的黏度为196.93 m Pa·s;采用硼砂-有机钛复配交联剂,可使接枝共聚物溶胶的交联性能、耐温性能更好;以0.6%(w)接枝共聚物溶胶和复合交联剂(5.0%(w)硼砂+0.3%(w)有机钛)构成的压裂液的耐温耐剪切性能达到100℃。     

纳米SiO_2接枝超支化聚酰胺的合成及性能评价

以丙烯酸甲酯和乙二胺为单体,采用发散法在纳米SiO_2表面接枝超支化聚酰胺,并用氨基乙磺酸进行端基改性,得到端磺酸基纳米SiO_2接枝产物(HB-PA-S);并对HB-PA-S在钻井液中的封堵性能进行了评价。采用FTIR、TG和粒径分析等方法分析了HB-PA-S的结构。表征结果显示,随反应代数的增加,氨基含量逐渐增加,但接枝率逐渐下降。HB-PA-S耐温350℃,接枝量为29.35%(w),中直粒径为413.1 nm,粒径分布较窄,分散均匀性好,聚结稳定性高。评价结果表明,HBPA-S的降滤失封堵效果很好,且添加量越多,滤失量降幅越大,HB-PA-S含量为5%(w)的封堵液体系的滤失量为11 m L。     

纳米二氧化硅改性聚丙烯酸高碳醇酯防蜡剂的制备及其防蜡机理研究

利用纳米二氧化硅(SiO2)表面带有羟基特性,通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(K H550)对其表面进行有机改性后,采用溶液聚合的方法接枝聚丙烯酸二十二酯(PDM A),得到有机-无机纳米复合粒子(SiO2@PDM A).利用红外分析、热重分析、扫描电镜等对其化学结构、接枝率和表观形貌进行表征,利用偏光显微镜和差...     

玉米淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚研究

讨论了玉米淀粉与丙烯酰胺 (AM)接枝共聚的反应规律 ,考察了单体浓度、引发剂浓度、反应温度、反应时间对接枝率和接枝效率的影响 ,结果表明 :当 [AM ] =1 2mol/L、[KPS] =4～ 5mmol/L、反应温度为 60℃、反应时间为 4h时 ,接枝率和接枝效率均较高     

二过碘酸合铜(Ⅲ)钾引发丙烯酸甲酯在活性炭表面接枝聚合的研究

在碱性水溶液中,以超高价态过渡金属二过碘酸合铜(Ⅲ)钾为氧化剂,活性炭表面上的羟甲基为还原剂,引发丙烯酸甲酯(MA)单体在活性炭分子链上发生接枝共聚合反应。考察了反应温度、单体与活性炭质量比、反应时间、引发剂浓度对接枝参数的影响。结果表明,反应温度30℃、单体与活性炭质量比约2、引发剂浓度2.5×10-5mol/L、反应时间30min为较佳接枝共聚合反应条件。红外光谱、电子扫描电镜对接枝共聚物进行了表征,并探讨了反应机理。     

钻井液用纳米二氧化硅封堵剂的制备与性能评价

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水作为催化剂,表面改性剂F68为包被聚合物,采用溶胶-凝胶法,制备了一种具有核壳结构的改性纳米SiO_2。借助傅里叶红外光谱、激光粒度分析仪、原子力显微镜和透射电镜,表征了改性纳米SiO_2的分子结构、粒度分布和微观形貌特征。通过钻井液性能和模拟地层的封渗透率测试实验,评价了改性纳米SiO_2的流变性能和滤失性能,以及对微裂隙地层的封堵能力。实验结果表明,改性纳米SiO_2在水和钻井液中均呈现纳米级分散,对钻井液的流变性能影响较小。当浓度为5.0%时,可将于130℃老化16h的钻井液常温中压滤失量(FLAPI)由5.4mL降低至3.4mL,高温高压滤失量(FLHTHP)由15.0mL降低至9.6mL,对纳微米级地层的封堵率达到99.95%。     

延迟焦化低硅消泡剂的研制

研制了一种用于延迟焦化过程的低硅消泡剂,该消泡剂是以聚醚改性聚硅氧烷为主体复配而成。以含氢硅油与聚醚为原料,催化合成了聚醚改性聚硅氧烷;考察了反应时间、反应温度、物料配比、催化剂用量对反应的影响,确定了最佳合成条件,即含氢硅油中的Si-H与聚醚中的-OH的摩尔比为1:(1.4~1.6)、催化剂FA-2的质量分数为0.4 %、反应温度为110 ℃、反应时间为8 h。评价结果表明,所制备的聚醚改性聚硅氧烷及其复配物的消泡及抑泡性能良好。     

二氯二甲基硅烷改性纳米二氧化硅工艺研究

以纳米二氧化硅为原料,乙醇为溶剂,二甲基二氯硅烷为改性剂,水为改性助剂,采用湿法工艺对纳米二氧化硅表面进行了改性研究,分别探讨了改性剂用量、预处理温度、预处理时间、回流温度、回流时间、改性助剂种类及用量对纳米二氧化硅表面改性效果的影响。较佳工艺条件为:二甲基二氯硅烷用量15%,预处理温度120℃,预处理时间50 min,回流温度130℃,回流时间50 min,水用量4%。并通过对纳米二氧化硅表面羟基数的测定验证了纳米二氧化硅的改性效果。     

新型壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料的制备与性能

在纳米S iO2颗粒表面引入羟丙基氯活性基团,得到功能化S iO2颗粒,再将羟丙基氯化的S iO2颗粒交联固定在壳聚糖上,制备了一种新型的壳聚糖/纳米S iO2杂化材料(简称杂化材料);通过傅里叶变换红外光谱、透射电镜、扫描电镜方法对杂化材料进行表征,采用热重(TG)分析研究杂化材料的热性能;考察了杂化材料的沉降速率和对金属离子Ca2+和M g2+的吸附能力。电镜分析结果表明,杂化材料微粒为纳米尺度的无机S iO2加强化的微粒,S iO2颗粒分散在材料中,形成均匀的表面;TG分析结果表明,杂化材料的热性能有所提高;沉降实验测得壳聚糖和杂化材料作为吸附剂的沉降时间分别为130.3,68.5s,表明杂化材料的沉降速率比壳聚糖的沉降速率快了近一倍;杂化材料对金属离子Ca2+和M g2+的吸附量分别可达到0.289 3,1.445 6mm ol/g。     

表面活性剂对气体水合物反应液表面张力的影响

向气体水合物反应液中添加表面活性剂能够降低反应液的表面张力,有利于促进气体水合物生成,提高气体水合物生成速率。为了明确表面活性剂对气体水合物反应液表面张力的影响规律,在3℃~12℃温度范围,利用德国KRUSS公司生产的界面张力仪K11中的板法分别测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)3种表面活性剂对反应液表面张力的降低效果,考察了浓度、温度对溶液表面张力的影响,并对影响机理进行了分析。实验结果表明:3种表面活性剂均能降低气体水合物反应液表面张力,CTAB、P123、SDBS的临界胶束浓度(CMC)分别为质量分数300×10-6、500×10-6、700×10-6;CTAB降低水合反应液表面张力效果最优,添加质量分数为300×10-6时,表面张力的平均降幅约为79.6%。     

纳米晶氧化铜的制备及其催化苯酚氧化性能

采用沉淀法制备了纳米晶氧化铜催化剂,通过XRD、TEM及N2吸附-脱附法对纳米晶氧化铜催化剂的微观结构进行了表征。表征结果显示,制备的纳米晶氧化铜的平均粒径为8.5 nm,比表面积为56.2 m2/g。研究了纳米晶氧化铜催化氧化苯酚的性能,同时对反应条件进行了优化。实验结果表明,自制的纳米晶氧化铜催化剂具有优良的催化性能,反应条件(如催化剂用量、抗坏血酸用量、溶剂中醋酸含量及反应温度)对苯二酚收率有显著影响。在苯酚浓度1.28 mol/L、催化剂用量0.572mol/L、抗坏血酸用量0.796 mol/L、20%(φ)醋酸水溶液(50 mL)为溶剂、氧气流量70~80 mL/min、反应温度308 K的优化条件下反应90 min,苯二酚收率达14.90%。     

高温熔融法固化催化裂化废催化剂重金属研究

采用高温熔融处理技术对催化裂化（FCC）废催化剂进行固化处理,选取CaO,SiO₂,CaF₂作为助熔剂,考察助熔剂类型、助熔剂添加比例、反应温度和反应时间等条件对FCC废催化剂固化处理的影响。结果表明,3种助熔剂对FCC废催化剂上的重金属Ni、V都具有一定的固化作用,其中酸性助熔剂SiO2固化效果最好,表面微观结构显示添加SiO₂后的废催化剂表面更加光滑均匀、结构致密、表面无孔隙,其结构类似于玻璃体结构。当助熔剂SiO₂添加量（w）为20%、反应温度为1 000 ℃、反应时间为2 h时,重金属Ni和V的浸出质量浓度分别为1.0 mg/L和0.5 mg/L,提高反应温度和延长反应时间可以提高对重金属Ni、V固化程度。     

化学沉淀法处理高浓度含氟废水的研究

采用化学沉淀法处理高浓度含氟废水,考察了沉淀剂用量、沉淀剂配比、溶液pH值、反应温度、搅拌反应时间和静置沉降时间对除氟效果的影响.结果表明,温度在50℃以下,加入n(Ca2+)//n(F-)为2.5的Ca(OH)2乳液,控制pH值为8.0,搅拌反应10min,静置沉降2 h,处理后废水中的氟离子浓度降低至10 mg/L...     

双生磷酸酯钠盐对碳酸钙粉体的表面改性

分别以自制的4种双生磷酸酯钠盐和硬脂酸钠为改性剂,在改性剂摩尔浓度为1 mol/L,反应温度为30～35℃,反应时间为6h,反应压力为0 01 MPa的优化条件下,采用湿法对碳酸钙表面进行改性.结果表明,与未改性碳酸钙相比,改性碳酸钙与液体石蜡混合体系黏度降低,表面吸水率和吸油量减小,分散性得到改善.     

Experimental investigation of the effect of asphalt binder modified with nanosilica on the rutting,fatigue and performance grade

This research was performed to investigate the effect of nano-silica on the asphalt binder performance grade, rutting, and fatigue. The rutting and fatigue performance was tested by Multiple Stress Creep and Recover (MSCR) and time sweep test. The low-temperature cracking was tested by Bending Beam Rheometer test (BBR). The results showed the good performance of nano-silica in high and intermediate temperatures. The results of MSCR test show better performance in rutting and recovery as a result of the elastomeric property of nano-silica even in high temperatures. Nano-silica had a negative effect on the low performance grade of asphalt binder. The addition of nano-silica to asphalt binder increased the fatigue life up to 2.8 times. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis was used for chemical analysis.     

羰基硫催化水解反应机理及动力学研究

对LS-05催化剂上羰基硫（COS）水解反应的机理及反应动力学进行了研究。考察了COS、H2S在LS-05催化剂上常温吸附、程序升温脱附及发生表面反应过程中反应物和产物的质谱信号强度变化,分析COS催化水解反应机理;同时,通过调变COS水解反应温度和反应物浓度,得到一系列反应动力学数据,进而建立相应的反应速率方程,分析COS在催化剂上的反应过程。结果表明：羰基硫水解反应符合Langmuir-Hinshelwood（L-H）机理,模型回归方程的决定系数R²=0.998,回归结果与试验数据的误差在10%以内,说明所建的动力学模型具有较高的相关性和准确性。