油水比对阴离子型微乳液相行为的影响

微乳液由水、油、盐、表面活性剂及助表面活性剂组成,其相行为及增溶情况受各组分的影响。研究发现,在SDBS(SDS、SLS)/航空煤油/水/正丁醇/氯化钠体系中,随着NaCl含量的不断增多,微乳液体系发生Winsor Ⅰ型→Winsor Ⅲ型→Winsor Ⅱ型的相态转变。固定水的用量,通过油扫实验不断改变体系中的油水比,利用相图研究油水比对微乳液相行为的影响,并通过冷冻电镜对不同相态下微乳液的微观形貌进行了表征。随着油水比的增加,在低盐度下,体系由胶团溶液转变为Winsor Ⅰ型;而在高盐度下,体系发生由胶团溶液→Winsor Ⅱ型→Winsor Ⅲ型→Winsor Ⅰ型的相态转变。盐度一定时,微乳液的中相形成及消失所需的油量会随着表面活性剂浓度的增多而增多,且三种表面活性剂中,表面活性剂的增溶能力的大小顺序为SDBSSDSSLS,对煤油的敏感程度顺序为SLSSDSSDBS。     

醇和油水比对馏分油微乳液体系的影响

以异构十三烷基聚氧乙烯醚-5（E1305）为表面活性剂，分别以柴油和350~395℃、395~450℃、450~500℃馏分油为油相，考察了正丁醇含量和油水比对不同油相的微乳液相行为的影响。结果表明，随正丁醇含量增加，微乳液体系相态由Winsor Ⅰ→Winsor Ⅲ→Winsor Ⅱ型转变。油相馏程温度升高，体系的最佳增溶参数(SP*)降低而最佳醇度(A*)升高。对于正丁醇及E1305含量较低体系，随油水比增大，相态发生由胶团溶液类→类Winsor Ⅱ→Winsor Ⅳ→Winsor Ⅰ型转变。对于正丁醇含量较低且E1305含量较高体系，随油水比增大，相态由胶团溶液直接转变为Winsor Ⅰ型微乳液。对于正丁醇含量较高体系，随油水比增大，相态均由Winsor Ⅱ→Winsor Ⅲ→Winsor Ⅰ转变，发生相转变所需的油水比与表面活性剂含量和油相的馏程温度相关。     

助表面活性剂及油水比对微乳液相行为的影响

以脂肪醇聚氧乙烯醚-9(AEO-9)为表面活性剂,NaCl为无机盐,正辛烷或柴油为油相,考察了正丁醇、异丁醇和仲丁醇3种助表面活性剂及其含量对微乳液相行为的影响。结果表明,随着助表面活性剂含量的增加,微乳液体系相态由WinsorⅠ经WinsorⅢ到WinsorⅡ型转变。对正辛烷微乳液体系,正丁醇、异丁醇和仲丁醇所对应的微乳相最大体积分数分别为91.63%、80.00%和65.49%;对柴油微乳液体系,对应的微乳相最大体积分数分别为68.42%、68.29%和63.33%,3种助表面活性剂微乳液体系对正辛烷的增溶性能更好。通过醇度扫描实验,对每种助表面活性剂和油相分别筛选出WinsorⅠ和WinsorⅢ型微乳液配方,考察了油水体积比对微乳液相行为的影响。发现随着油水体积比的增大,所有体系最终均变为WinsorⅠ型;初始为WinsorⅢ型的体系转变为WinsorⅠ型所需的油水比更大。     

微乳液相转变在分离有机污染物方面的应用

Winsor型微乳液的相转变WinsorⅢWinsorⅠWinsorⅢ在分离有机污染物方面有重要应用.WinsorⅢ型微乳液中的Na 取代高价态阳离子(Al3 和Ca2 )时被破坏,转变为WinsorⅠ型.有机污染物在WinsorⅠ型微乳液中的增溶能力比在WinsorⅢ型微乳液中的增溶能力要小得多,从而使增溶到中相微乳液中的有机污染物被释放出来.Winsor型微乳液可发生可逆转换,表面活性剂可重复使用.     

无机盐对十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）微乳液相行为的影响

微乳液通常由水、油、盐、表面活性剂及助剂组成,各组分对微乳液体系的相行为及增溶情况都有影响。本文利用Winsor相图和ε-β鱼状相图来研究无机盐种类、浓度对十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）型微乳液相行为的影响。研究发现,随着无机盐浓度或醇量增加,微乳液都会发生从WinsorⅠ→WinsorⅢ→WinsorⅡ的相转变,但具有不同阳离子或阴离子的无机盐对微乳液体系相行为的影响不同。无机盐在微乳液体系中主要与表面活性剂的反离子发生作用,对阳离子表面活性剂配成的微乳液体系,无机盐阴离子的作用比较强,且价态越高,离子半径越大,对微乳液相态的影响越大。通过对不同无机盐条件下的界面组成及增溶参数分析可知：无机盐种类的改变对鱼头、鱼尾点表面活性剂含量及醇在界面层中的分布影响较小;无机盐中阴离子改变对微乳液增溶能力影响较大,阳离子的改变对微乳液增溶能力影响较小。     

醇醚糖苷微乳液相行为研究

用拟二元及拟三元相图法研究了醇醚糖苷(AEG30、AEG08)/醇/环己烷/水四组分微乳液的相行为,与烷基糖苷(APG)相行为作了比较,并用内聚能比(R比)理论作了解释。结果表明,拟二元体系,随着正丁醇质量分数的增大,APG、AEG08微乳液类型发生WinsorⅠ→Ⅲ(Ⅳ)→Ⅱ的转变,AEG30发生WinsorⅠ→Ⅲ(Ⅳ)→Ⅱ→Ⅳ→Ⅰ的转变,表面活性剂EO链越长,发生WinsorⅠ→Ⅲ(Ⅳ)转变所需最小醇质量分数越大;随着正戊、己醇质量分数的增大,AEG30微乳液类型发生WinsorⅠ→Ⅲ(Ⅳ)→Ⅰ转变。拟三元体系,随着表面活性剂及正丁醇(S+A)质量分数的增大,AEG微乳液类型也发生WinsorⅠ→Ⅲ(Ⅳ)→Ⅱ的转变,对于APG只出现WinsorⅡ、Ⅳ;油水比对AEG30/正戊、己醇/环己烷/水微乳相行为有很大的影响。     

HABS微乳体系的增溶研究

在45℃条件下,以正壬烷为油相,以单一HABS以及其混合物作为表面活性剂,仲丁醇为助表面活性剂制备微乳液。实验结果表明,HABS水相浓度为50 g.L-1,仲丁醇/HABS(摩尔比)=18.5︰1,水/油(体积比)=1︰1的微乳体系,增加盐度可以导致Winsor I→Winsor III→Winsor II连续相转变。结果还表明,随着HABS的平均摩尔质量增大,其耐盐能力减小,增溶能力增大;将不同摩尔质量的HABS进行复配,可以改善单一体系增溶能力或耐盐能力方面的不足,使二者达到一个合适的平衡点,体系综合性能有所提高;最佳盐度越高,中相盐宽越大,最佳增溶量越小。     

磺基甜菜碱型两性离子表面活性剂的相行为研究

采用自制的4种磺基甜菜碱,运用多种方法对4种磺基甜菜碱/短链醇/正癸烷/NaCl/水形成的微乳液体系相行为进行了研究,并考察了温度、磺基甜菜碱的分子结构、短链醇浓度及其分子结构等对微乳液相行为的影响。实验表明:温度越高,中相微乳液形成的中相体积越大;SB9体系形成中相微乳液时,所需要的最小w(醇)为2%,最大醇宽为12%;SB12体系形成中相微乳液时所需要的最小w(醇)为4%,最大醇宽8%;随着磺基甜菜碱烷基碳数的增加,微乳区面积增大,增溶能力降低;最佳增容参数SP*和表面活性剂在油相和水相的平均溶解度SO.W均随短链醇碳链的增加而增加;平衡界面膜上的表面活性剂和醇在整个微乳液体系中所占的质量分数C S,C A,短链醇平衡界面膜所占的质量比AS,短链醇在油水相中的平均溶解度AO.W,均随短链醇碳链的增加而减小;w(醇)的增加使得微乳液体系发生由WinsorⅠ→WinsorⅢ→WinsorⅡ型的相态变化。     

水包油型微乳液的制备及性能研究

以十四烷基二甲基磺丙基甜菜碱(CAB-35)和壬基酚聚氧乙烯醚(TX-4)为表面活性剂(S)、正戊醇为助表面活性剂(As)和石蜡为油相,制备了水包油(O/W)型微乳液。研究结果表明:随着增水量的增加,微乳液发生Winsor I→Winsor Ⅲ→WinsorⅡ相转变;当Na+取代Ca2+时,微乳液的增溶性呈先降后升态势;35℃时微乳液的CMC(临界胶束浓度)为1.38 g/L,CMC对应的表面张力为26.54 m N/m;当表面活性剂浓度超过0.50%(相对于微乳液质量而言)时,油-水界面张力达10-3m N/m,并且界面张力随Na2CO3增加呈先降后升再降态势;微乳液在盐度为0.05%~0.90%时具有一定的抗盐性,温度、p H对其稳定性影响较大。     

内标法研究Winsor Ⅲ型微乳液的醇分布及其增溶参数

利用气相色谱内标法,测量了不同微乳体系形成WinsorⅢ型微乳液时,正丁醇在油相和水相的体积分布,根据测量结果,对增溶参数的计算进行了修正。研究发现,对于单一阴离子或阴/阳离子复配表面活性剂微乳体系,形成WinsorⅢ微乳时的平衡油相中只含有正辛烷和正丁醇,未检测到水,平衡水相中只含有水和正丁醇,未检测到正辛烷;正丁醇在平衡油相中的体积分数较大,均在11%—12%之间变化,正丁醇在水相中的体积分数较小,在单一表面活性剂微乳体系中维持在1%—2%,而在复配表面活性剂微乳体系中则在2%—4%。修正后的最佳增溶参数SP**较原来增加,最大增幅达15%,最佳盐度S**有所减小,最大减幅为5%,且在最佳盐度条件下对应的界面膜中,随着正丁醇和表面活性剂的摩尔比nA/nS增加,微乳液的增溶能力也随之增强。     

Effect of monovalent anions on cationic Gemini micro-emulsion

Micro-emulsion usually consists of water, oil, surfactants and co-surfactants, and each component has an effect on the phase behavior and solubilization of the micro-emulsion. When the surfactant in the micro-emulsion system is quaternary ammonium cationic Gemini surfactant, the surfactant mainly combines with the anions in the salt. With the increase of salt concentration, the phase transformation of Winsor I → Winsor Ⅲ → Winsor Ⅱ occurred, but the optimum salinity and salt width are different because of the type of salt. The effects of 5 different kinds of monovalent anions, including C₆H₅SO₃^-, I^-, Br^-, NO₃^- and Cl^-, on the phase behavior and solubilization of quaternary ammonium cationic Gemini micro-emulsion are researched by Winsor phase diagram. It is found that the effects of organic anions C₆H₅SO₃^- and I^- on the phase behavior and solubilization of quaternary ammonium cationic Gemini micro-emulsion are most significant, and the effects of Br^-, NO₃^- and Cl^- are less significant. Meanwhile, when the optimum solubilization is achieved, the amount of sodium benzoate is the least, indicating that the organic anion has stronger self-organization behavior with quaternary ammonium cationic Gemini surfactants.     

环保型SDS中相微乳液体系研究

以十二烷基硫酸钠SDS与一种可生物降解油相(BDOP)为主要材料,按1∶1的油水体积比,应用正交实验获得了制备环保型SDS中相微乳液的最佳条件:CSDS=7.6%~8.6%,C正丁醇=8.0%~10.0%,CNaC l=10.0%~11.0%。考察了盐浓度、正丁醇浓度和醇种类对体系相态、最佳盐浓度(S*)、盐宽(△S)和增溶参数的影响。研究表明,随着盐浓度和醇浓度的增加,体系均经历W insorⅠ型到W insorⅢ型再到W insorⅡ型的转变;随着醇碳链的增加,中相微乳液的最佳盐浓度和盐宽降低,而体系增溶参数增加。该体系可用于压裂酸化作业中降低残液返排压力、解除水锁和乳化等储层伤害,提高增产效果。     

Remediation of diesel oil contaminated sand by micro-emulsion

Micro-emulsion has unique advantages in repairing diesel oil contaminated sand due to its low interfacial tension and strong solubility. By Winsor phase diagram, it was found that with the increase of salinity, the phase of microemulsion transformed from Winsor Ⅰ to Winsor Ⅲ to Winsor Ⅱ. Under cryogenic electron microscope, it was observed that Winsor Ⅰ was O/W type, Winsor Ⅱ was W/O type, and Winsor Ⅲ type was bi-continuous type. The effect of inorganic salts, alcohol and temperature on the oil removal rate of diesel oil contaminated sand was investigated by static recovery of micro-emulsion precursor. The results showed that for the anionic microemulsion system, with the increase of salinity and alcohols, the oil yield of the upper phase increased first and then decreased, and the two components had a certain compensation effect. For non-ionic micro-emulsion system, with the increase of temperature, the oil yield in the upper phase rose first and then decreased. At the same time, the influence of leaching conditions on oil removal rate was investigated by one-dimensional sand column leaching experiment. It was found that for diesel oil contaminated sand with 15% oil content, when the formulation was 2.00 wt% SDBS, 4.05 wt% n-butanol and 0.40 wt% sodium chloride, the optimum leaching conditions were leaching rate of 4 ml·min~(-1) and leaching amount of 400 ml. Under such conditions, the oil removal rate was up to 82.84%, that is, the oil content of the sand was reduced to 2.57%. Moreover, the micro-emulsion has good cyclicity, and it can still achieve high oil yield after six cycles.     

不同表面活性剂对单相微乳液特性的影响

表面活性剂是影响微乳液特性的关键因素之一。本文选取聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯（Tween 80）、烷基糖苷1214（APG 1214）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、十二烷基硫酸钠（SDS）和95%纯度鼠李糖脂（R-95%）这6种表面活性剂,通过对其乳化性能和临界胶束浓度进行筛选,结合其形成微乳液的拟三元相图、粒径分布和界面张力分析其特性,并提出微乳液增溶油能力和增溶油成本。研究表明：APG 1214、SDBS、Tween 80乳化性能好、临界胶束浓度低具有更易形成微乳液的优势;5种表面活性剂（Tween 80、SDBS、APG 1214、SDS、AES）均可与正丁醇、水和3号白油自发形成单相微乳液,单相区面积大小为AES型>SDS型>APG 1214型>Tween 80型>SDBS型,最大增溶油能力大小为SDS型>AES型>APG 1214型>Tween 80型>SDBS型,最低增溶油成本大小为AES型相似文献   

十二烷基苯磺酸钠微乳液体系中无机盐的作用规律

通过改变无机盐的种类,研究无机盐及其混合盐对十二烷基苯磺酸钠（SDBS）/正丁醇/正辛烷/水微乳液体系的影响。微乳体系随着各种盐类浓度的增加,均发生WinsorⅠ Winsor Ⅲ Winsor Ⅱ的相变,但对不同的无机盐其最佳盐度不同。通过对6组混合无机盐体系的研究,表明混合无机盐的效率参数与混合盐组成之间存在线性关系,可以用单一无机盐的效率参数预测出混合盐的情况。以效率参数为桥梁推导出了单一无机盐与混合无机盐之间最佳盐度的关系式,可用于预测混合盐效应,发现预测结果与实验结果吻合良好。     

微乳液的增溶、相态及微乳液/中空纤维膜萃取钕

通过考察非离子型微乳液体系（OP-4+OP-7）/ 苯甲醇/D2EHPA/煤油/盐酸中的混合表面活性剂OP-4［壬基酚聚氧乙烯（4）醚］和OP-7［壬基酚聚氧乙烯（7）醚］配比、盐酸浓度、温度和NaCl对盐酸增溶量的影响以及D2EHPA［二（2-乙基己基）磷酸］和盐酸浓度对体系相态的影响,制备了适合作为液膜分离介质的微乳液体系,同时提出了新的膜萃取过程：微乳液/中空纤维膜萃取,并用于稀土钕的萃取.结果表明,微乳液中盐酸的增溶量随混合表面活性剂HLB值以及盐酸浓度的增大而增大,随温度的升高、NaCl浓度的增大而减小;D2EHPA的加入有利于WinsorⅡ体系的形成;盐酸浓度小于6 mol•dm^-3时也可形成WinsorⅡ体系,而盐酸浓度为7 mol•dm^-3和8 mol•dm^-3时则分别形成WinsorⅢ体系或WinsorⅠ体系;将W/O非离子型微乳液通过中空纤维膜从浓度为300 mg•dm^-3的料液中萃取钕时,采用3个中空纤维膜器串连一次萃取即可使萃取率达95.3%,内相富集倍数18.1.该新膜萃取体系同时具有液膜与固膜萃取的优点,不需进行反萃操作.     

复配表面活性剂对油水界面行为和性质影响的模拟研究

含复配表面活性剂的油田废水是一种多组分复杂体系,研究其中的分子作用关系有助于后续废水处理方案的确定。采用分子动力学(MD)模拟方法建立界面模型,通过定义表面活性剂的关键扭转点及相应的分子夹角、定义协同作用能,结合界面处的密度分布函数等性能模拟和界面张力测试结果,多角度分析两类阴阳离子表面活性剂复配对油水界面特性的影响。结果表明,与含单组分表面活性剂的油水体系相比,复配表面活性剂的相反电荷极性头基间静电吸引作用提高了油水界面稳定性;相较于十二烷基磺酸钠/十六烷基三甲基溴化铵(SLS/CTAB)复配体系,十二烷基硫酸钠/十六烷基三甲基溴化铵(SDS/CTAB)中分子间的协同作用可更好地提高体系的稳定性;当复配表面活性剂的配比为8/10~12/6时的油/水界面稳定效果较优、12/6时稳定性最好。研究结果可为石油开采及油水分离方案的确定提供依据。