中低渗透高温高盐油藏驱油共聚物P(AM/AMPSNa/AANa)的合成及性能

在中低渗透高温高盐油藏聚合物驱技术中, 超高相对分子质量聚丙烯酰胺(HPAM)存在不易注入、剪切降粘显著和耐温抗盐性能差等问题。 本文以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体, 采用过硫酸胺(NH₄)₂S₂O₈和甲基丙烯酸N, N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)作为支化结构复合引发体系, 通过共聚后水解工艺, 合成含支化结构耐温抗盐驱油共聚物P(AM/AMPSNa/AANa)。 研究了引发温度、链转移剂用量、引发剂用量对共聚物特性黏数的影响, 并通过红外光谱(IR)和¹³C NMR表征了产物结构。 筛选特性黏数1915 mL/g左右的共聚物, 进行性能评价。 实验结果表明, 共聚物具有优异的耐温抗盐性能、抗剪切性能、抗老化性、注入性和驱油性能, 可应用在中低渗透高温高盐油藏三次采油中。     

三次采油耐温抗盐聚合物的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和氢氧化钠(Na OH)为原料,采用过硫酸铵[(NH4)2S2O8]、亚硫酸钠(Na2SO3)和四甲基脲[N(CH3)2CON(CH3)2]作为新型复合引发体系,通过共聚后水解工艺,合成了高分子量三元共聚物(AM-AANa-AMPSNa).考察了引发剂用量、单体浓度、p H和引发温度对共聚物黏均分子量的影响.确定最优条件为:引发剂用量0.035%,单体质量浓度为25%,介质p H 7,引发温度0℃.通过红外光谱和核磁碳谱表征了其结构,并系统评价了其理化性能指标、黏弹性、注入性和驱油性能.结果表明,该共聚物较高分子量部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)具有更优异的耐温抗盐性能.其黏均相对分子量达到3000万以上,在胜利油田III型盐水中,浓度1500 mg/L,温度85℃条件下,溶液表观黏度达到17.7 m Pa s,岩心驱油实验在水驱采收率51.8%基础上,可再提高15.8%.上述性能表明,该高分子量三元共聚物有望应用在高温高盐油藏三次采油技术中.     

聚丙烯酰胺对石油磺酸盐／正丁醇混合胶束体系流变性的影响

研究了一定矿化度下，不同分子量、不同水解度的聚丙烯酰胺对石油磺酸盐／正丁醇混合胶事体系的流型、粘度等充变性质的影响。     

表面活性剂对驱油聚合物界面剪切流变性质的影响

利用双锥法研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对油田现场用部分水解聚丙烯酰胺(PHPAM)和疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)溶液的界面剪切流变性质的影响,实验结果表明:HMPAM分子通过疏水作用形成界面网络结构,界面剪切复合模量明显高于PHPAM.SDBS和CTAB通过疏水相互作用与HMPAM分子中的疏水嵌段形成聚集体,破坏界面网络结构,剪切模量随表面活性剂浓度增大明显降低.同时,界面膜从粘性膜向弹性膜转变.低SDBS浓度时,少量SDBS分子与PHPAM形成混合吸附膜,界面膜强度略有升高;SDBS浓度较高时,界面层中PHPAM分子被顶替,吸附膜强度开始减弱.阳离子表面活性剂CTAB通过静电相互作用中和PHPAM分子的负电性,造成聚合物链的部分卷曲,从而降低界面膜强度.弛豫实验结果证实了表面活性剂破坏HMPAM网络结构的机理.     

一种超支化疏水缔合聚合物的制备与性能评价

首先制备了疏水单体2-丙烯酰胺基十四烷磺酸,在此基础上又以改性Si O2功能单体为反应核制备了超支化疏水缔合聚合物(HBPAM),结构经红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征证实。HBPAM在低浓度时主要是分子内缔合,表观黏度低,随着浓度的增加,分子内缔合逐渐变为分子间缔合,又因其独特的三维立体网状结构,溶液黏度显著增加。与梳形KYPAM相比,HBPAM在耐温抗盐及抗剪切方面有较高的优势:升温到85℃时黏度保留率为62.2%;100000mg·L-1Na Cl、150000 mg·L-1Na Cl、500 mg·L-1Mg Cl2、1000 mg·L-1Mg Cl2、500 mg·L-1Ca Cl2、1000 mg·L-1Ca Cl2时的黏度保留率分别为233.0%、132.9%、64.4%、26.1%、66.2%、15.7%;3400rpm/min剪切30s后HBPAM的黏度保留率为69.8%,比KYPAM高10.9%。在60℃烘箱中的30d老化实验证明,HBPAM比KYPAM有明显抗老化能力,尤其是在高矿化度条件下优势更明显。     

AM/AA/NAPA/NMQS两性离子共聚物的合成及表征

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-烯丙基苯乙酰胺(NAPA)及N-甲基-N-烯丙基吗啉溴盐(NMQS)为原料,氧化还原体系下合成了一种水溶性两性离子共聚物AM/AA/NAPA/NMQS。最佳反应条件为:m(AM):m(AA)=4.0:6.0,NAPA 0.3 wt%,NMQS 0.15 wt%,引发剂0.1 wt%,pH=6,反应温度35℃,单体总浓度25wt%。对AM/AA/NAPA/NMQS四元共聚物进行了IR、1H NMR、SEM、特性粘数表征。当NaCl浓度为12000mg·L-1,CaCl2或MgCl2浓度为1200 mg·L-1时,溶液黏度保留率分别为13.7%、11.8%和12.7%;温度120℃时,溶液黏度保留率达到30.9%;当剪切速率在170 s-1时,溶液黏度保留率为24.6%。     

改性埃洛石材料的制备及其对亚甲基蓝吸附行为的研究

使用硅烷偶联剂KH550改性埃洛石纳米管获得改性材料HNTs-APTS,并对其吸附亚甲基蓝的行为进行研究。利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-衍射仪(XRD)对改性前后的埃洛石进行表征。考察了吸附时间和温度对吸附过程的影响,并采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合。结果表明,KH550成功负载到埃洛石表面;改性后材料的吸附能力大大提高。改性埃洛石对亚甲基蓝的吸附约在60 min达平衡,最大吸附容量为21.66 mg/g。其吸附过程符合准二级动力学方程,热力学较好地符合Langmuir等温线方程,且吸附过程为自发吸热,升高温度有利于吸附的进行。改性材料可重复再生6次,具有良好的再生性能,可在工业处理亚甲基蓝废水中使用。     

阴离子型聚丙烯酰胺与阳离子表面活性剂的相互作用

采用自由基水溶液共聚法制备了带有负电荷的水溶性聚丙烯酰胺,研究了水溶液中聚合物与阳离子表面活性剂的相互作用及所导致的水溶性、黏度和流变学性质的变化,为进一步研究驱油提供了理论基础.     

聚丙烯酰胺结构与水溶液粘度保持率

聚丙烯酰胺衍生物(PAM)是高温高矿化度油藏的关键性助剂之一,为适应油藏高温环境,PAM不仅需要具有优异的热稳定性,还应在温度升高时具有较高的粘度保持率。与耐温抗盐单体共聚显著改善了PAM的热稳定性,已有许多文章总结了这一领域的进展。相对而言,关于PAM水溶液在高温时粘度保持率的报道较少。本文从聚合物分子构造以及其在水溶液中的聚集态结构出发,总结了PAM水溶液粘度保持率与结构的关系。主要包括在线性主链上引入支化侧链来提高聚合物分子链刚性,以及利用超分子相互作用形成物理交联网络改变PAM在水溶液中的聚集态结构。此外,展望了耐温抗盐PAM的发展趋势。     

强阴离子型丙烯酰胺共聚物P(AM-co-NaAMPS)的结构与性能

在水介质中实施了丙烯酰胺 (AM)与 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸钠 (NaAMPS)的溶液共聚合 ,制备了组成系列变化的强阴离子型共聚物P(AM co NaAMPS) ;通过红外光谱法与元素分析法对共聚物的组成进行了表征 ;稀释外推粘度法测定了共聚物的特性粘数及Huggins常数 ;测定了共聚物纯水溶液及盐水溶液的表观粘度及高温下共聚物盐水溶液的粘度保持率 ;重点考察了共聚物的结构与组成对其各种性能的影响规律 .实验结果表明 ,在聚丙烯酰胺 (PAM)分子主链上引入NaAMPS链节后 ,磺酸根的强阴离子性与庞大侧基的位阻效应 ,赋于共聚物P(AM co NaAMPS)以优良的溶解、增稠、耐温与抗盐性能 ,且这些性能随共聚物的结构与组成的改变发生规律性的变化 .     

Dielectric Properties of Halloysite Nanotube Suspensions in Polydimethylsiloxane

Russian Journal of Physical Chemistry A - The frequency dependences of electrical conductivity with both real and imaginary components of a dielectric permittivity of polydimethylsiloxane oil...     

C@CdS/埃洛石纳米管复合光催化剂一步热解法的制备及光降解性能

通过一步热解法合成了一种新的复合光催化剂C@CdS/埃洛石纳米管(HNTs). 用扫描电镜(SEM),X射线能谱(EDS),透射电镜(TEM),X 射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,比表面积和拉曼光谱(RS)对材料进行表征. 利用可见光下降解四环素探究了C@CdS/HNTs 的光催化活性. 结果表明,所制备的不同热解温度的样品中,400 ℃热解温度下的样品降解四环素效果最好,可见光照射60 min 降解率能达到86%. 此外,得益于碳层、CdS和HNTs 的共同作用,光催化剂展示了很好的稳定性. 放置一年对催化活性没有任何影响,并且经过三次循环实验,光催化剂活性没有很大变化. 最后讨论了光催化剂的制备机理,并且对光催化降解过程的中间产物进行了分析.     

淬火处理对TiO2纳米管阵列电极性能影响

为使TiO2纳米管阵列电极更好地应用于太阳能电池中,通过恒压阳极氧化法以0.5%(w,质量分数)NH4F/甘油作为电解液,在钛基体上制备出了TiO2纳米管阵列.随后将TiO2纳米管阵列电极在水中进行不同温度淬火处理,通过x射线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)研究经淬火处理的TiO2纳米管阵列的形貌、晶体结构和电化学性能.研究得出TiO2纳米管阵列经淬火处理其表面获得更多Ti3+缺陷点和TiO2纳米碎片.经0℃淬火处理的TiO2纳米管阵列电极出现了更多Ti3+缺陷点和OH基团,且有更多的纳米碎片出现,其光电化学性能得到了大幅度提高,其40 min光照对甲基橙的光催化降解率高达96.2%.     

淬火处理对TiO2纳米管阵列电极性能影响

为使TiO2纳米管阵列电极更好地应用于太阳能电池中, 通过恒压阳极氧化法以0.5%(w, 质量分数)NH4F/甘油作为电解液, 在钛基体上制备出了TiO2纳米管阵列. 随后将TiO2纳米管阵列电极在水中进行不同温度淬火处理, 通过X射线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)研究经淬火处理的TiO2纳米管阵列的形貌、晶体结构和电化学性能. 研究得出TiO2纳米管阵列经淬火处理其表面获得更多Ti3+缺陷点和TiO2纳米碎片. 经0 ℃淬火处理的TiO2纳米管阵列电极出现了更多Ti3+缺陷点和OH 基团, 且有更多的纳米碎片出现, 其光电化学性能得到了大幅度提高, 其40 min光照对甲基橙的光催化降解率高达96.2%.     

多壁碳纳米管的掺氮改性及场效应管特性研究

以二茂铁为前驱体, 提供催化剂与部分碳源, 三聚氰提供氮源与另外一部分碳源, 在硅基底上制备出了碳纳米管阵列. 碳纳米管为多壁结构, 单根碳纳米管的平均直径为50 nm. 碳纳米管的X射线光电子谱(XPS)在398.4 eV处出现特征峰, 表明为氮掺杂的碳纳米管. 用其制备的场效应管在室温大气环境下稳定地表现为n型场效应特性, 并且具有非常低的关闭状态电流(off-state current)以及良好的负门电压对漏极电流的抑制作用, 单位源漏偏压下漏极电流为100 pA量级. 实验中采用了源/漏电极不对称的绝缘层结构, 使得门电压对源漏两极的电场调制也不对称, 从而实现了对漏电极的门电压调制.     

Effects of Carbon Nanotube Paper Properties on Enzymatic Bioanodes

Carbon papers are frequent current collectors in fuel cells, but recently carbon nanotube papers have been introduced as new types of carbon paper. They have varying thickness, surface area, density, gas permeability, and conductivity. This paper studies the effect of these properties on electrochemical performance. Electropolymerizing methylene green on each carbon nanotube papers was performed to study the papers’ ability to oxidize NADH. Secondly, glucose bioanodes were formed with carbon nanotube papers to study glucose bioelectrocatalysis. The optimal carbon nanotube paper had a high surface area, low gas permeability, and low sheet resistance. Our results showed a greater than three‐fold increase in sensitivity over commercially available Toray carbon paper.     

同时添加碳纳米管及石墨烯对热致液晶聚酯形状记忆行为及拉伸性能的影响

利用溶液共混的方法将碳纳米管(CNT)及石墨烯(G)同时加入到热致液晶聚酯中制备纳米复合材料.通过透射电镜(TEM)研究纳米粒子的分散及形貌.采用荧光光谱及拉曼光谱研究碳纳米填料与热致液晶聚酯基体之间存在π-π相互作用.利用电子万能试验机(EUTM)研究了材料的拉伸性能,由于CNT与G与基材之间作用力强,且CNT与G间的协效作用能有效地实现应力转移,同时加入CNT及G有助于提升复合材料的拉伸强度.动态热机械分析(DMA)数据表明,同时添加CNT与G对于复合材料的固定率影响不大,但会降低回复率;同时复合材料的回复应力也得到显著的提升.     

H2分子在碱金属掺杂碳纳米管上的吸附特性

采用密度泛函理论研究了H₂在碱金属(M=Li, K)掺杂的扶手椅型单壁碳纳米管上的吸附. 对于碱金属管内掺杂, 模拟了4种氢吸附构型; 对于管外掺杂, 考虑了两种吸附结构, 同时还考虑了两种不同的掺杂浓度. 所有吸附模型都进行了全优化. 计算结果表明, 碱金属掺杂后, 碱金属与碳纳米管之间发生电子授受作用使得碱金属带正电荷, 对于金属Li, 管内掺杂更有利于电子向碳纳米管转移; 与管内掺杂相比, Li原子的管外掺杂更有利于H2分子吸附. 碱金属管外掺杂的碳纳米管吸附H₂的最稳定结构, 存在碱金属原子与H₂分子的配位作用.     

Effects of Halloysite Nanotube Reinforcement in Expandable Graphite Based Intumescent Fire Retardant Coatings Developed Using Hybrid Epoxy Binder System

In this study, the effects of halloysite nanotubes (HNTs) reinforcement in expandable graphite based intumescent fire retardant coatings (IFRCs) developed using a polydimethylsiloxane(PDMS)/phenol BA epoxy system were investigated. Intumescent coating formulations were developed by incorporating different weight percentages of HNTs and PDMS in basic intumescent ingredients (ammonium polyphosphate/melamine/boric acid/expandable graphite, APP/MEL/BA/EG). The performance of intumescent formulations was investigated by furnace fire test, Bunsen burner fire test, field emission electron microscopy (FESEM), thermogravimetric analysis (TGA), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier transform infrared analysis (FTIR). The Bunsen burner fire test results indicated that the fire performance of HNTs and PDMS reinforced intumescent formulation has improved due to the development of silicate network over the char residue. Improved expansion in char residue was also noticed in the formulation, SH(3), due to the minimum decomposition of char carbon. FESEM and TEM results validated the development of silicate network over char layer of coating formulations. A considerable mass loss difference was noticed during thermal gravimetric analysis (TGA) of intumescent coating formulations. Reference formulation, SH(0) with no filler, degraded at 300 °C and lost 50% of its total mass but SH(3), due to synergistic effects between PDMS and HNTs, degraded above 400 °C and showed the maximum thermal stability. XRD analysis showed the development of thermally stable compound mulltie, due to the synergism of HNTs and siloxane during intumescent reactions, which enhanced fire performance. FTIR analysis showed the presence of incorporated siloxane and silicates bonds in char residue, which endorsed the toughness of intumescent char layer produced. Moreover, the synergistic effect of HNTs, PDMS, and other basic intumescent ingredients enhanced the polymer cross-linking in binder system and improved fire resistive performance of coatings.