表面活性剂吸附对促进甲烷水合物生成效果的影响

基于表面活性剂固-液界面吸附理论,在无搅拌条件下研究了十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚乙烯醚(AEO)3种表面活性剂在不锈钢反应釜中对甲烷水合物生成的促进效果。结果表明:水合物的生成形态与表面活性剂吸附金属表面形态有良好的对应关系;SDS与AES在金属表面的吸附作用可使水合物成核速率提高,成核位置增多。由于AEO不能在金属壁面发生吸附,导致对水合物生成促进效果降低,在浓度为300 mg·L~(-1)的SDS、AES和AEO溶液中,水合物储气密度及平均储气速率分别为131.4、128.3、12.3(体积比)和5.8、7.6、0.07 mmol·min~(-1);逐步提高SDS溶液浓度(80~1200 mg·L~(-1))和AES溶液浓度(60~1350 mg·L~(-1)),水合物储气密度首先增大然后减小,储气速率线性增大。因此,合理选择表面活性剂种类及浓度,可显著促进水合物生成。     

气液比对表面活性剂复配促进甲烷水合物生成影响

气液比作为影响天然气水合物快速、大量生成的关键因素,有必要对其深入研究。利用天然气水合物装置,设定初始压力为6 MPa,温度为275.15 K,研究了十二烷基硫酸钠(SDS)与烷基多糖苷(APG1214)复配溶液体系在不同气液比条件下对天然气水合物生成影响。结果表明,合理的选取气液比能增强水合物的储气能力以及生成速率,4.00为其最佳气液比,最终储气密度可达到110.2(V/V),实验初始气液比的大小会影响水合物的生成过程,增加气液比能增加水合物的生成速率。因此,合理地将表面活性剂复配以及选取气液比,可显著提高水合物生成速率与储气能力。     

表面活性剂吸附对促进甲烷水合物生成效果的影响

基于表面活性剂固-液界面吸附理论,在无搅拌条件下研究了十二烷基硫酸钠（SDS（、脂肪醇聚乙烯醚硫酸钠（AES（、脂肪醇聚乙烯醚（AEO（3种表面活性剂在不锈钢反应釜中对甲烷水合物生成的促进效果。结果表明：水合物的生成形态与表面活性剂吸附金属表面形态有良好的对应关系;SDS与AES在金属表面的吸附作用可使水合物成核速率提高,成核位置增多。由于AEO不能在金属壁面发生吸附,导致对水合物生成促进效果降低,在浓度为300 mg·L^-1的SDS、AES和AEO溶液中,水合物储气密度及平均储气速率分别为131.4、128.3、12.3（体积比（和5.8、7.6、0.07 mmol·min^-1;逐步提高SDS溶液浓度（80~1200 mg·L^-1（和AES溶液浓度（60~1350 mg·L^-1（,水合物储气密度首先增大然后减小,储气速率线性增大。因此,合理选择表面活性剂种类及浓度,可显著促进水合物生成。     

烷基多糖苷对甲烷水合物生成影响

烷基多糖苷(APG)是一种高效能、无毒性的非离子表面活性剂,它被广泛应用,尤其在水合物领域的研究更具有重要意义。通过实验,在改变质量浓度、初始压力、碳链长度3个条件下,分别研究了APG对甲烷水合物生成的影响。结果表明:合理地选取APG溶液的质量浓度可以有效地提高水合物的生成速率与储气密度,1 500 mg/L的溶液体系效果最佳,最终储气密度(体积分数)可达到138. 17;实验初始压力与最终储气密度存在着一定的线性规律,压力增大,最终的储气密度也随之增大;碳链的长度会影响水合物的生成过程,增加碳链长度可以提高水合物生成速率。因此,合理地选择表面活性剂的碳链长度、种类、质量浓度以及初始压力,可明显提高水合物生成速率与储气能力。     

天然烟浸滤液水合物法储甲烷动力学研究

水合物法储存天然气被公认为是一种极具潜力的高效储气技术。如何加速水合物生成,又能保证水合促进材料绿色环保,是水合固气技术实用化的关键。本文利用天然烟丝和烟末浸泡滤液在8.0 MPa和274.2 K的实验条件下进行静态水合储甲烷实验,研究甲烷水合物在烟滤液中的生成动力学特性。实验结果表明,水-烟质量比(液固比)为5～100的滤液与表面活性剂溶液性质相似,其表面张力比纯水下降36.7%～47.5%,甲烷水合物在该天然活性溶液中能快速生成。烟丝滤液中活性物含量明显低于烟末滤液,低液固比时,烟丝溶液有更高的水合储气量和储气速率;高液固比时,烟末滤液则表现出更优的水合储气性能,尤其在液固比为50时,烟末滤液中水合物储气量高达118.5 mmol·mol^-1,储气速率达2.98 mmol·mol^-1·min^-1。     

多孔介质与SDS复配体系中天然气水合物生成过程分析

天然气水合物巨大的储量和本身高储气量的特点,决定了其在能源和工业领域的重要作用。自然界中水合物赋存于沉积层多孔介质的孔隙中,因而研究其在多孔介质条件下的基础物性和快速生成,对水合物的工业应用具有重要意义。为此,本文采用了不同粒径的多孔氧化铝颗粒和实心二氧化硅颗粒,并将其与十二烷基硫酸钠(SDS)溶液进行复配,研究该体系中275.15K和7MPa条件下水合物的生成情况。结果表明:多孔介质与SDS复配体系中生成水合物的储气量大于纯SDS溶液中,二氧化硅颗粒和氧化铝颗粒分别在促进水合物成核和提升储气量方面效果显著;实验条件下颗粒粒径对于水合物生成的压降过程和相平衡条件影响不大;实验所处p H条件下,氧化铝表面会因为水解带正电,二氧化硅表面则会在极化和水合作用的共同影响下带负电,带电表面和SDS的相互作用能够促进水合物的生成;多孔介质孔隙产生的毛细作用力及其对体系传热条件的改善有助于水合物的贴壁生成。因此可以认为多孔介质与表面活性剂复配体系对水合物生成的促进效果明显,并且将多孔材料作为水合物生成的基质是一种提高储气量的有效方法。     

静态条件下表面活性剂促进HCFC–141b水合物生成

为了研究不同类型表面活性剂对HCFC–141b (CH3CCl2F)水合物生成的影响,在静态条件下研究了脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO–9)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和吐温80(Tween80) 3种表面活性剂对HCFC–141b水合物形成诱导时间、生成速率和蓄冷量的影响。结果表明过冷度越大,越有利于水合物的生成。AEO–9、AES和Tween80的最佳添加量分别为w=2.5%、0.1%和2%,在0.2℃实验条件下对应的HCFC–141b水合物生成诱导时间分别为63、67和89 min,该条件下HCFC–141b水合物的蓄冷量分别为167.74、122.47和202.73 kJ×kg~(-1),水合物平均生成速率分别为3.97、2.70和4.12 kJ×kg~(-1)min~(-1)。AEO–9有利于HCFC–141b水合物成核,Tween80更有利于水合物生长和提高蓄冷密度。非离子表面活性剂AEO–9和Tween80促进HCFC–141b水合物生成机理主要是胶束理论,而阴离子表面活性剂AES对HCFC–141b水合物形成促进主要是吸附作用,AEO–9和Tween80对HCFC–141b水合物生成的促进作用比AES好。     

促进天然气水合物生成因素的研究进展

介绍了几种促进天然气水合物形成的方法,综合阐述了吸附材料、添加表面活性剂、构造多孔结构、外加磁场、水合物记忆效应等方法对水合物生成的影响。通过分析不同促进天然气水合物生成方法的特点,如:纳米材料可以加快传热传质、增大气液接触面积,使用表面活性剂可以减小水分子表面张力、增大气体溶解率,盐类离子和合适的表面活性剂搭配使用可以促进水合物晶核形成,微波等外加磁场可以加快晶核形成等,为进一步研究天然气水合物开发和生成提供理论基础。     

促进天然气水合物生成因素的研究进展

介绍了几种促进天然气水合物形成的方法,综合阐述了吸附材料、添加表面活性剂、构造多孔结构、外加磁场、水合物记忆效应等方法对水合物生成的影响。通过分析不同促进天然气水合物生成方法的特点,如:纳米材料可以加快传热传质、增大气液接触面积,使用表面活性剂可以减小水分子表面张力、增大气体溶解率,盐类离子和合适的表面活性剂搭配使用可以促进水合物晶核形成,微波等外加磁场可以加快晶核形成等,为进一步研究天然气水合物开发和生成提供理论基础。     

表面活性剂促进乙烯水合物的生成

主要考察了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对静态体系的乙烯水合物生成速率的影响,以及在该体系下温度和压力对水合物储气量的影响.还从传质和传热两方面分析了SDS促进水合物生成的主要原因.     

复配体系下酸碱度对甲烷水合物生成的影响

1 m~3甲烷水合物分解后释放0.8 m~3的水和172 m~3的甲烷,燃烧时产生的高热量和低污染使其是理想的烃类能源。但是,其储气量少、诱导时间长等问题,使水合物技术难以在工业上大范围使用。文中使用4 mm氧化铝颗粒,并将其与十二烷基硫酸钠(SDS)溶液混合。研究在275.15 K和7 MPa的条件下,通过改变酸碱度来观察水合物的生成情况,并以双电层理论为基础进行分析。研究表明:在此复配环境下,存在着最佳的酸碱度促进甲烷水合物的生成。在pH=4的情况下,水合物的储气密度和气体消耗量达到最大,储气密度为301.4 mol/mol,气体消耗量为0.538 mol。且无论酸碱度如何都不改变水合物的生成位置。同时酸碱度的改变,减少了水合物生成过程中的诱导时间。     

不同反离子双癸基季铵盐对聚四氟乙烯表面的吸附行为

利用座滴法研究了系列反离子双癸基季铵盐和Gemini型季铵盐表面活性剂对超疏水材料聚四氟乙烯(PTFE)表面的吸附行为。考察了表面活性剂的表面活性、类型和浓度对接触角的影响规律,并探讨了铺展系数、黏附张力和黏附功的变化规律。研究表明:双癸基季铵盐表面活性剂在PTFE表面的接触角随着反离子基团的增大呈现先减小后增大的趋势,其中反离子最大的双癸基二甲基戊酸铵(DDAV)在PTFE表面的润湿效果最好;铺展系数(S)随着反离子有机酸基团的增大呈现先减小后增大的趋势;当表面活性剂的质量浓度低于cmc时,粘附力和表面张力之间呈现出良好的线性关系;当质量浓度大于cmc时,反离子基团小的表面活性剂溶液在固-液界面和气-液界面形成了饱和吸附层。反离子基团较大的表面活性剂在气-液界面达到饱和吸附,但在固-液界面上没有达到饱和,随着浓度的增加继续吸附,润湿性能增强。     

饱和溶液对天然气水合物影响的实验研究

水合物生成速度及储气量严重制约着天然气以水合物形式储运的发展。为提高其生成速度及储气量,采用饱和溶液提供晶种代替水合物晶核自发形成的方式,研究了不同饱和度CuSO_4溶液、MgSO_4溶液及去离子水在8.45MPa,温度分别为3,5,8℃条件下对天然气水合物生成速度及储气量的影响。由结果可知:饱和溶液可以促进天然气水合物生成。相同实验条件下,CuSO_4饱和溶液生成水合物的储气量是去离子水的7倍,MgSO_4饱和溶液生成水合物的储气量是去离子水的7.2倍,水合物在饱和溶液中的生成速度也明显提高。饱和溶液中天然气水合物生成的初始阶段主要受饱和溶液结晶作用影响,降低温度可以改变水合物的平衡压力,影响水合物的平均生成速度,但对水合物初期的生成速度影响不大。     

溶剂气浮法分离富集银杏叶黄酮

以银杏叶浸取液为研究体系,对溶剂气浮法分离富集银杏叶黄酮进行了研究. 考察了气浮溶剂种类、气浮溶剂与料液体积比(Vs/Vi)、表面活性剂种类及浓度、溶液pH、气浮气速和气浮时间对气浮效率的影响. 结果表明,以正辛醇为气浮溶剂、正辛醇与料液体积比1:10、表面活性剂SDBS浓度100 mg/L、料液pH 3.0、气速100 mL/min、气浮时间60 min为最佳操作条件,在此条件下,黄酮类化合物的富集比与回收率分别为5.73和59.76%.     

氨基酸表面活性剂的合成、性质及工业应用（续完）

正7毒性传统表面活性剂,特别是阳离子表面活性剂对水生生物具有很强的毒性。其急性毒性是由于表面活性剂在细胞-水界面处的吸附-离子相互作用现象。降低表面活性剂的cmc通常导致表面活性剂更强的界面吸附,通常导致其急性毒性升高。表面活性剂疏水链的长度增加也导致表面活性剂急性毒性增大。大部分AAS为对人体和环境(特别是对海洋生物)低毒或无毒,使其适合做为食品成分、药物     

介观尺度下甲烷水合物合成特性研究

为研究介观尺度下甲烷水合物的生成速率及储气量等特性,选用介孔分子筛SBA-15为多孔介质,并添加热力学促进剂THF、TBAB和表面活性剂SDS以提高水合反应速率。水合物生成实验在定容恒温条件下进行,压力选取2. 0 MPa和1. 8MPa,温度选取282. 15 K和279. 15 K。实验结果表明,在添加剂的共同作用下,介观尺度下水合物合成速率得到显著提高;反应过程中温度波动较小,最大为0. 6 K,表明其具有良好的传热性;在水合物储气量方面,实验中最大储气量达到45. 826 mmol(10 m L水),降温、增压能够提高水合物储气量;同时高压和低温能够有效地提高介观尺度下水合反应速率,最高生成速率达到2. 335 mmol/min;在促进水合物生成、提高水合物储气能力、加快水合物反应速率方面THF均优于TBAB。     

螺旋内槽管内天然气-水-表面活性剂体系的水合物生成动力学计算

针对多组分气体(天然气)-水-表面活性剂体系在螺旋内槽管内的水合物生成过程,首先采用CFD方法结合群体平衡模型(PBM),基于溶质渗透模型和Kolmogorov各向同性湍流理论对螺旋内槽管内气液传质系数进行了模拟;其次基于Kashchiev和Firoozabadi的经典水合物成核和生长理论,将其体系从单组分-水系统扩展到多组分气体(天然气-水-十二烷基硫酸钠)系统,同时结合经典结晶理论利用传质系数对水合物生长模型进行了修正,建立了适用于螺旋内槽管流动体系内天然气水合物生成动力学模型。通过模拟计算,获得不同水合物生产条件下天然气在水中的平均传质系数;进而利用Microsoft Visual C++编程计算得到不同条件下水合物生成动力学数据,在考察范围内,天然气水合物的成核速率随着反应体系有效表面能的增大而锐减,而水合物生成驱动力和生长速率未受影响,同时水合物生长速率随着流速和反应压力的增大及温度的降低而增大,成核速率随着压力的增大和温度的降低而增大。     

表面活性剂与钕离子对金属表面化学镀镍磷的影响

采用紫外-可见分光光度计,研究了固定工艺条件下十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)与琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸钠(SDOS)两种表面活性剂及钕离子对金属表面化学镀镍磷的影响,得到较佳的工艺条件:SDOS与BS-12摩尔比为1:1,Ni~(2+)与H_2PO_2-摩尔比为0.3,pH=8,70℃施镀并添加适量的硫酸钕.探讨了表面活性剂的作用机制.结果表明,在固定的基础镀液中加入SDOS与BS-12混合表面活性剂,镀液会产生明显的温度效应和很强的协同效应,其镀速的增加比相应的单一表面活性剂所产生的增幅要大;加入稀土金属钕离子后,镀速下降,但镀层质量得到改善.     

期刊文献

十二烷基硫酸钠与甜菜碱在气液和油水界面的复配协同作用研究李亚娉,吕韦钦,曹绪龙,宋新旺,王其伟,李英摘要:研究了十二烷基硫酸钠(SDS)和甜菜碱(Betaine)以及复配体系在油水界面和气液界面的排布行为,探讨了温度、无机盐和复配比例对表面活性剂界面活性和泡沫稳定性的影响,重点探讨了多价无机阳离子对表面活性剂界面吸附行为和复配协同加合增效作用的影响,得到了海水为介质条件下两方面性能均较好的体系,取得的认识为高盐条件下低张力泡沫驱油体系的设计与应用提供理论依据和指导。关键词:界面活性;泡沫稳定性;复配协同;低张力泡沫体系     

氧化–还原响应型表面活性剂的研究进展

近年来,环境刺激响应型表面活性剂的研究因其智能可控的表/界面性能引起了广泛关注。氧化-还原反应是一种与生命息息相关的过程,将其作为刺激来调控表面活性剂的表/界面活性激发了人们极大的兴趣。本文综述了二茂铁类、双硫键类和含硒类氧化-还原响应型表面活性剂的研究进展,分析了氧化-还原刺激对这些表面活性剂表面张力、临界胶束浓度、在溶液中的聚集行为,以及在液-固、液-液、气-液界面上吸附等性能的影响。