原位接枝纳米炭黑水包油型破乳剂制备与性能评价

采用无溶剂法对工业炭黑进行原位接枝改性,制备了水分散性良好的两亲性胺基化炭黑纳米颗粒(CB-DEA)。采用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和场发射高分辨投射电镜(HRTEM)对CB-DEA结构进行表征。瓶试法破乳实验结果表明,室温下CB-EDA在最佳破乳剂剂量下能实现含油量为10.0%(质量分数)的模拟原油采出液(pH=8.9)的快速破乳,破乳效率高达99.90%以上,脱出水中的含油量低至53.45 mg/L。进一步的研究表明,CB-EDA对高pH值采出液的破乳效果和破乳速率明显高于氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)和羟基化炭黑(CB-PVA)。ζ电位和破乳机理实验表明,CB-EDA加入油水乳状液后不仅能快速迁移到油/水界面,通过与形成油水界面膜的主要成分沥青质产生强的π-π/n-π相互作用破坏油水界面膜;同时ζ电位为正有利于破乳剂压缩分散油滴表面双电层,加速分散油滴絮凝聚集,促使油水乳液快速分离。本研究克服了两亲性纳米碳基破乳剂的缺陷,发展的CB-EDA有效提高了碳基破乳剂的破乳效率和普适性。