改性腐植酸盐钻井泥浆助剂抗盐机理研究——Ⅱ.改性 HA 盐对盐水泥浆吸附和动电性质的影响

本文通过研究 KHm、NHK、SMHK 对粘土—NaCl 体系吸附和动电性质的影响,得知:NaCl 促进了 HA 盐在粘土上的吸附作用,但使体系的ζ电一位降低;盐水泥浆体系,在 HA 盐加量〈3%时,其ζ—电位的变化主要由固相决定,HA 盐加量〉3%时,由液相决定。     

改性腐植酸盐钻井泥浆助剂抗盐机理研究——Ⅲ.改性HA盐对盐水泥浆粒度分布的影响

本文通过研究 KHm、NHK、SMHK 对盐水泥浆粒度分布的影响,从而得知:HA 盐能增加盐水泥浆的微粒子含量;当 HA 盐加量<3%时,微粒子含量随 HA 盐含量的增加而增加,当 HA 盐加量>3%时,微粒子含量趋于稳定。     

气泡的ζ电位

对气泡ζ电位的测量方法以及纯水中、表面活性剂体系中、电解质体系中气泡ζ电位的测量结果进行综述。研究表明,气泡在纯水中的等电点处于pH 1.5~3.5之间。阴、阳离子型表面活性剂会改变气泡表面的ζ电位,非离子型表面活性剂对ζ电位的影响与其结构和基团有关,当浓度达到临界胶束浓度时,ζ电位不再发生变化。无机电解质对ζ电位的影响与离子在溶液中的存在形式及吸附状态有关,pH对ζ电位的影响主要是通过影响H+和OH-的吸附量以及溶液中表面活性剂和无机电解质的存在形式来实现。     

气泡的ζ电位

对气泡ζ电位的测量方法以及纯水中、表面活性剂体系中、电解质体系中气泡ζ电位的测量结果进行综述。研究表明,气泡在纯水中的等电点处于pH 1.5~3.5之间。阴、阳离子型表面活性剂会改变气泡表面的ζ电位,非离子型表面活性剂对ζ电位的影响与其结构和基团有关,当浓度达到临界胶束浓度时,ζ电位不再发生变化。无机电解质对ζ电位的影响与离子在溶液中的存在形式及吸附状态有关,pH对ζ电位的影响主要是通过影响H＋和OH-的吸附量以及溶液中表面活性剂和无机电解质的存在形式来实现。     

高岭土对腐植酸的吸附特性

通过吸附、脱附实验以及组成结构分析,论证了腐植酸钠(HA—Na)与高岭土之间的作用机理。认为腐植酸(HA)阴离子在高岭土晶层间没有被吸附,其表面吸附等温线属Langmuir型。在pH为6.5时,最大吸附量为3—5mg/g。泥炭HA的吸附量较多。Na~+离子在粘土—HA—Na胶体体系中主要以反离子形式存在。对风化烟煤和褐煤HA来说,化学吸附占优势,其中可能有较强的化学键;对泥炭HA来说,大约有一半是物理吸附。推断HA中的负电性羧基同高岭土晶层边缘上的正电性位置间产生的化学吸附或化学键,是有效地拆散粘土晶层间的缔合、改善陶瓷粘土胶体性质的决定因素。     

煤的表面电位与表面官能团间的关系

测定了5种不同变质程度的典型中国动力煤在不同pH值的水介质中的ζ电位和用H₂O₂氧化后各煤种ζ电位的变化,得到了ζ电位等电点pH值;用FTIR定量表征了与煤表面电位有关的官能团以及被H₂O₂氧化后的变化;通过对模型化合物的ZINDO量子化学理论计算,得到了H⁺ 在煤表面的吸附能、相关化学键的键级、键长和净电荷分布.综合分析实验和计算的结果,确认了在水体系中煤的表面电荷为负电荷;煤的ζ电位等电点随煤化程度的提高有规律地升高;与煤表面ζ电位密切相关的负电性官能团主要是—OH基团;原煤经H₂O₂氧化后,—OH、和—COOH等官能团增多,煤表面负电性增加;H⁺在煤表面发生化学吸附,吸附能随着煤化程度的增加而增加.     

聚丙烯腈UF膜的微孔表面ζ电位和电荷密度

根据Helmholtz-Smoluchowski方程,由实验测定的流动电位计算聚丙烯腈ACP-0053超滤膜的ζzeta电位,并根据Gouy-Chapmann方程,估算出膜的微孔表面电荷密度。表明UF膜微孔表面ζ电位和电荷密度与电解质的种类、浓度有关。UF膜在NaCl与KCl体系的ζ电位相近,在MgCl2与MgSO4体系的ζ电位也相近,即阳离子价态和结构越相近,ζ电位越相近,但当阴离子价态较高时,也有一定影响。由膜微孔表面ζ电位和电荷密度随溶液浓度的变化关系可知,在低浓度区域,膜表面ζ电位和电荷密度较高,并出现一个峰值,之后随浓度增大而缓慢降低。     

盐交换凹凸棒黏土的理化性质及其对双氯芬酸钠吸附性能的影响

将凹凸棒黏土采用不同价态的硫酸盐和相同价态不同用量硫酸盐交换后,通过红外光谱、扫描电镜、比表面积和ζ电位的测定,考察了盐交换处理对凹凸棒黏土微结构和理化性能的影响。在此基础上,考察了处理凹凸棒黏土对双氯芬酸钠的吸附影响。结果表明,金属盐交换凹凸棒黏土对双氯芬酸钠的吸附量不仅与所交换金属离子的价态有关,更与凹凸棒黏土的微孔比表面积和微孔体积有关。当硫酸铝用量为凹凸棒黏土量的0.5%时,其交换凹凸棒黏土对双氯芬酸钠的吸附量最大,达到了126 mg/g,与凹凸棒黏土原矿相比,吸附量提高了近4倍。     

复合电解质溶液中纳米SiO2颗粒分散性及其表面动电电位

针对含有纳米二氧化硅(n-SiO2)颗粒的硫酸镍盐复合电解质溶液,研究了溶液n-SiO2颗粒的分散性、动电电位(ζ)及其影响因素.结果表明复合电解质溶液中SiO2颗粒表面ζ电位值为负值,且其绝对值随着pH值增大而增大;ζ电位影响纳米颗粒在溶液中的分散稳定性.电解质浓度影响纳米颗粒的分散性,在以Na2SO4溶液为稀释剂时,电解质中SO42-浓度为0.125 mol/L时,溶液中颗粒粒度分布范围最小,小尺寸颗粒含量最高;颗粒粒径分散效果与前处理溶液中纳米颗粒含量有关,前处理料浆中纳米颗粒含量越低,其粒度越小,分散效果越好.     

聚羧酸系高性能减水剂对高铝浇注料基质浆体ζ电位的影响研究

本文采用BDL-B型表面电位粒径仪,测定了高铝浇注料基质浆体在不同减水剂作用下的ζ电位;采用NXS-11A旋转粘度计测量了浇注料基质浆体的粘度,研究了减水剂对基质浆体ζ电位及粘度的影响.研究表明,加入适量的减水剂,能降低体系的ζ电位与粘度,ζ电位与粘度具有相似的变化规律.从理论上分析了浆体粒子吸附减水剂、扩散双电层与ζ电位的形成机理.STP、KS-20均为阴离子型分散剂,吸附于浆体粒子表面,ζ电位降低,通过静电斥力作用达到分散效果,KS-JS70、LMS-P为非离子型减水剂,依靠聚氧乙烯链吸附于粒子表面,通过空间位阻作用达到分散效果.随着减水剂加入量的增加,减水剂在粒子表面吸附达到饱和,ζ电位变化趋于平缓.     

腐植酸钾钻井泥浆处理剂的胶体表面性质及降失水作用机理

本文研究腐植酸钾石油钻井泥浆的胶体表面性质。测定并比较了七种不同来源的腐钾对泥浆电动电位、颗粒度分布、泥饼的吸附量等性质的影响。实验结果表明腐植酸钾对泥浆的降失水作用在于:①腐植酸钾是聚电解质,在泥浆分散系中,电离出聚阴离子和钾离子。具有活性亲水基(—(?)、—O—)的聚阴离子,吸附在带负电荷的粘土颗粒表面,形成吸附水化层,增加粘土表面水化膜的厚度,同时提高粘土颗粒的ζ电位,因而增大粘土颗粒聚结的机械阻力和静电斥力,起了稳定护胶作用。②腐植酸钾能提高粘土颗粒的分散度,增加细颗粒的百分含量,有利于泥饼孔隙的充塞,使泥饼致密,降低渗透率。③腐植酸钾能降低泥浆所形成泥饼的吸附量。总之,腐植酸钾对泥浆的降失水作用主要在于改善泥饼的质量。     

改性钙基膨润土对水泥浆体悬浮性的影响

通过对钙基膨润土(Ca-BT)进行改性,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒径分布和zeta(ζ)电位进行表征,再结合对水泥浆体泌水率测试,研究了改性膨润土对水泥浆体悬浮性的影响.结果表明:Ca-BT经机械改性后,颗粒粒径显著减小,但对 ζ电位影响不大;Ca-BT经化学改性后 ζ电位绝对值明显增大,由-4.9 mV增至-32.9 mV;Ca-BT经机械化学改性后颗粒粒径明显减小且ζ电位绝对值增大,晶体层状结构破坏部分剥离为单片层,显著提高水泥浆体的悬浮性;在水泥浆体中掺入经机械化学改性的Ca-BT,其中改性剂掺量为7％时,搅拌均匀静置2 h后泌水率为4.46％最低,体系悬浮性最好.     

腐植酸对Ca—蒙脱石的吸附作用

腐植酸钙-钠(Ca·Na—HA,Ca~(2+):Na~+摩尔比为3.5:3.4=HA(D′))对Ca-蒙脱石(Ca—Mt)的吸附试验用于分析HA对Ca粘土的吸附过程。在溶解状态保持稳定(最小)HA(D′)分子大小条件的溶液中进行的吸附试验结果,在pH6—7且NaCl浓度0.004—0.028M范围,HA(D′)单分子层的饱和吸附量为20—38gkg~(-1)。推断HA(D′)吸附仅发生在Ca—Mt边(E)-面,因为吸附量对pH的关系与E-面的pH的电势变化一致,吸附量与吸附曲线的特征与Na-HA对Na-Mt的吸附类似。     

稀土镧盐改性液体复合热稳定剂的性能研究

通过热烘法、电导率法、热重分析（TG）研究了液体镧盐与钙、锌、钡之间的热稳定剂协同效应。结果表明,稀土镧盐可减缓锌烧,但La／Ca／Zn三元复合热稳定剂用于PVC时,其初期着色现象明显：稀土镧用于高锌配方中发挥优良的抗锌烧性能,当锌含量3％,稀土镧4％时,PVC试片40min后才出现锌烧;La／Ba／Zn三元复合体系有显著的协同效应,La4．5％,Ba4．5％,Zn1％时,180℃下,静态热稳定时间可达45min,PVC的塑化时间、塑化温度、平衡扭矩分别为159S、177℃、18．4N·m。     

改性明胶用盐絮凝对乳剂感光度的影响

本文研究了由改性明胶制备的乳剂用盐絮凝[(NH_4)_2SO_4]对乳剂感光度的影响。与用酸絮凝相比,对于中性法乳剂用盐絮凝感光度可提高80％,而氨法乳剂用盐絮凝感光度可提高30％左右。同时也研究了改性明胶以及絮凝时的pH值对使乳剂絮凝所需盐量的影响。     

对辊处理对凹凸棒黏土理化性能和吸附性能的影响

将凹凸棒黏土分别经1～5次对辊处理后,通过红外光谱、扫描电镜、比表面积和ζ电位的测定,考察了对辊次数对凹凸棒黏土微结构和理化性能的影响。在此基础上,考察了对辊处理凹凸棒黏土对双氯芬酸钠的吸附性能。结果表明,经过2次对辊处理后,凹凸棒黏土聚集体已经基本解离,比表面积增加趋势变缓,在蒸馏水中的ζ电位最小。对辊处理5次时,比表面积最大,但对双氯芬酸钠吸附容量却最小。结果表明,凹凸棒黏土的吸附性能不仅与比表面积有关,还与凹凸棒黏土的表面电荷及所吸附物质的极性有关。     

对泥浆稀释原因的一些看法——答丁伯平同志的质疑

泥浆稀释的原因尚有不同的意见。根据胶体化学的理论得知,在粘土——水系统中,由于离子的交换,若粘土质点表面的电荷密度增大且扩散层加厚,电动电位(ζ电位)增加,使质点之间斥力加大。另一些人认为,ζ电位与质点分散度增加促使稀释的论点有待于更多的论证。一般而言,加入电解质后,ζ电位增加及分散度增加只能促使泥浆稳定,不能解释为稀释。     

柠檬酸对碳酸锰单分散粒子表面的电荷改性

用柠檬酸作为吸附剂,对MnCO3微粒表面电荷进行了改性.研究了柠檬酸溶液浓度、pH值和吸附温度对柠檬酸在MnCO3微粒表面吸附改性的影响.结果表明:随柠檬酸浓度的增加,MnCO3微粒表面对柠檬酸的吸附量逐渐增大,在柠檬酸浓度为1.0g/L附近达到吸附平衡;当pH值在6～11时,MnCO3颗粒表面ζ电位的绝对值均大于30...     

镁盐改性凹凸棒土颗粒制备优化及磷吸附特性

采用镁盐改性和煅烧改性的方法制备改性凹凸棒土颗粒(Mg-TAP),利用正交试验确定了最优改性条件:MgCl2质量分数为40%,煅烧温度500℃,颗粒粒径1.0～2.0 mm。通过XRF、XRD、FTIR等手段对制备的产品进行了表征,并结合等温吸附试验探讨了Mg-TAP对磷的吸附机理。结果表明,镁盐改性可以增加凹凸棒土晶体中碱金属离子含量,提高离子交换能力;高温煅烧可使凹凸棒土脱除部分结晶水,增加比表面积,并形成MgO和CaO等活性金属氧化物,其与水中磷酸根可形成MgHPO_4和Ca_3(PO_4)_2沉淀;Mg-TAP对磷的吸附为单分子层吸附,最大平衡吸附量为16.41 mg/g。     

流动电位法测定中空纤维膜表面的ζ电位

根据流动电位与表面ζ电位的关系,研制了一套中空纤维膜表面ζ电位的测定装置,对NaCl、KCl、CaCl2三种电解质溶液中聚丙烯膜的流动电位进行了研究。结果表明,在中性条件下,膜表面带负电;膜丝间毛细孔径和试验操作方法对ζ电位有影响,毛细孔径越大,ζ电位的绝对值越小,降压法得到的ζ电位值大于快速升压法。ζ电位的大小与电解质溶液的浓度和种类有关,阳离子价态对ζ电位影响很大。