微乳相萃取技术的研究进展

以萃取分离为主线,运用界面科学及化工分离原理,综合表面活性剂水油三元体系中微观结构的共性特征,提出了微乳相(microemulsionphase)的概念和定义,阐述了微乳相体系的特点、分类以及表征方法,揭示并总结了微乳相萃取的特征、规律及相互作用,评述了胶团、反胶团及三相等典型微乳相萃取技术的应用研究进展,并展望了微乳相萃取技术的发展前景.

微乳相萃取分离富集-原子吸收光谱法分析铬形态

建立了一种微乳相萃取分离-石英双缝管原子捕集火焰原子吸收光谱法(STAT-FAAS)分析环境水样中铬形态的新方法。该方法中,Cr(Ⅲ)与8-羟基喹啉反应形成的疏水性配合物,经萃取进入微乳相,Cr(Ⅵ)留在水溶液中,从而实现Cr(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)的相互分离。Cr(Ⅵ)含量的测定通过过氧化氢溶液将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),按同样方法分析。实验对微乳相萃取的主要影响因素进行了优化。结果表明,经优化后实验条件为:平衡温度80℃,平衡时间10min,溶液酸度pH=9.0,NH3-NH4Cl缓冲溶液用量2.0mL,8-HQ用量0.05mmol;TritonX-100微乳液组成:m(TritonX-100):m(正戊醇):m(正己烷):m(水)=3.0:15:1.5:4.0。在此条件下,萃取的富集倍数达到25倍(50mL起初样品溶液/2mL最终测定液),线性范围为2.5～500μg/L,检出限为0.62μg/L,相对标准偏差(RSD)为3.8%(n=10,c=10μg/L)。本方法已成功地应用于电镀废水中铬形态分析。

微乳相萃取分离-荧光光度法测定土壤中可溶性铝

在pH=9.5的溶液介质中,Al(III)与8-羟基喹啉形成疏水性络合物,被萃取入微乳相,λex=372 nm,λem=514 nm下,荧光光度法测定铝含量。方法详细探讨了提取剂、微乳液组成、溶液pH、试剂用量等实验条件的影响。在最优实验条件下,测定铝的线性范围为2.0～600μg/L,方法的相对标准偏差为2.4%,标准加入回收率在96.7%～102.7%之间。用于土壤样品中可溶性铝含量的测定,结果满意。

中相微乳液形成及特性参数测定方法

中相微乳液是一种特殊的稳定分散体系,其组分主要包括表面活性剂、水和油。这种微乳液体系具有独特的三相共存特性,即能同时与剩余水相和剩余油相存在,形成复杂的相态结构,对于污染物的去除和处理具有潜在的应用价值。为了进一步指导工业生产中的微乳液配制和优化,为设计和开发新型、高效的表面活性剂提供指导,提出中相微乳液形成及特性参数测定方法。将油藏水溶液、固体碳酸钠、表面活性剂与聚合物碱水溶液及蒸馏水按照一定比例配制为成5种基础水样和4种工作水样,自制结构不同的6种烷基芳基磷酸盐,测定不同烷基链长、不同芳环位置以及不同温度影响下,中相微乳液特性参数。通过实验分析可知:该工作水样中存在纳米级中相微乳液液珠和纳米级细小中相微乳状液液珠的2个粒径分散群,在不加碱或者加碱浓度较低时由于工作水样接触原油进而形成了中相微乳液;水样时间为7~91 d时,原油与工作水样U0D3形成的中相微乳液液珠累计由97%降至87%,证明中相微乳液存在不稳定性;中相微乳液耐盐能力与烷基链长、芳基位置负相关,与温度变化正相关;增溶能力与烷基链长、芳基位置正相关,与温度变化负相关。

吐温/短链醇/丁酸乙酯/水微乳体系相行为及微观结构

通过绘制拟三元相图研究吐温/短链醇/丁酸乙酯/水微乳体系(MEs)的相行为,比较不同吐温表面活性剂、助表面活性剂短链醇及表面活性剂与短链醇的质量比(K_(m))对单相微乳区面积及全稀释通道数的影响,并基于NMR方法对吐温80/乙醇/丁酸乙酯/水单相微乳区全稀释线上(混合表面活性剂和油相的质量比9∶1,逐渐增大水相分数)的微观结构变化、分子运动性及分子间相互作用进行表征。揭示单相微乳区稀释线上可能存在油包水→有序双连续结构→水包油→肿胀胶束的微观结构变化;根据NMR-1D NOESY选择性激发试验结果推测双连续结构中各组分间的相互作用为:丁酸乙酯分子包裹在双层结构内部,与水分子较少接触;乙醇分子同时存在于液滴界面及水相中,与水相有直接作用;吐温80的亲水基团在界面外层与水相接触,疏水基团在界面内层伸向油滴内部,与水相无相互作用。

石油磷酸盐体系中相微乳液研究

宽分子量分布的石油磺酸盐（ＳＰＳ）在低浓度（０．４％）时有正丁醇、正构烷烃（正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十二烷）、盐存在的情况下能形成中相微乳液．研究了盐浓度、烷烃种类、醇浓度对该体系中相微乳液的形成及特性影响，得到中相微乳液的特性参数：最佳含盐量Ｓ、增溶参数σ、盐宽△Ｓ、界面张力γ等，并从理论上进行了探讨．采用模拟驱油装置测定了体系的驱油效率，对优化驱油体系设计具有重要意义．

中相微乳液的形成和特性——Ⅲ.衣架式表面活性剂的研究

在双-2-乙基已基琥珀酸磺酸钠(简称AOT)-醇-正辛烷-盐水体系中,它们能形成多相微乳液.本文系统研究了表面活性剂的浓度(1.0—7.0%),醇的种类(乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇)和其浓度(1.0-7.0%)以及油的种类等因素,对其中相微乳液的形成和特性的影响.这些特性(最佳含盐量S,盐宽△S,界面张力等)对于实际应用是非常重要的.最后还与十二烷基磺酸钠体系进行了对比,并对其中得到的规律在理论上进行探讨.

阳离子表面活性剂中相微乳液的形成和特性（Ⅱ）

溴代十六烷基吡啶／醇／正庚烷／盐水体系能形成多相区微乳液。本文系统研究了盐度、表面活性剂的浓度（０．２５％～５．６％）、醇的种类（丙醇、丁醇、戊醇和己醇）和丁醇浓度（２．０％～６．０％）以及油的种类对体系中相微乳液的形成、相态和其特性（最佳含盐量Ｓ￣＊、盐宽△Ｓ和界面张力等）的影响。

碳氟表面活性剂复配体系的中相微乳液研究

全氟辛酸钠(OBS)/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)-正丁醇/正丙醇-油-盐水体系能形成多相微乳液,本文应用正交试验设计寻找了最佳中相微乳液体系组成,然后系统地研究了含盐量、表面活性剂总浓度,醇总浓度,油的种类对该体系中相微乳液的形成,相态和其特性参数的影响.并且应用红外光谱对微乳液的微观结构进行了测定.最后还对碳氢表面活性剂和碳氢/碳氟表面活性剂复配体系进行了比较.本文结果对三次采油和日用化工等领域的应用以及对理论研究都具有重要的意义.

环保型MES中相微乳液改善压裂助排的效果

以绿色表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠（MES）和生物柴油（BD-1）为主要原料,应用正交设计试验得到MES中相微乳液形成的最佳条件,通过浓度扫描考察了NaCl和正丁醇质量浓度以及醇种类对微乳液相态、最佳盐浓度、盐宽的影响,同时以MES中相微乳液表面张力为标准,优选出绿色压裂助排剂基本配方。结果表明,随着盐和醇质量浓度的增加,微乳液的相态均经历WinsorⅠ型到WinsorⅢ型再到WinsorⅡ型的转变;而中相微乳液的最佳盐浓度和盐宽随着醇碳链的增加均有降低。形成MES中相微乳液的最佳条件：MES、正丁醇和NaCl的质量浓度分别为10~12,12,6 g/mL;绿色压裂助排剂基本配方：0.5%MES纳米乳液＋0.0075%全氟壬基苯磺酸钠（FC-006）＋0.015%Span80。室内评价显示,MES中相微乳助排率87.07%,比助排剂CF-1提高16百分点,并且储层渗透率恢复率可提高2倍左右,表明环保型中相微乳液在改善压裂助排效果方面具有良好的应用前景。

阳离子表面活性剂中相微乳液形成和特性

研究了阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化控和澳代癸基吡啶复配时，中相微乳液形成和特性，就阳离子表面活性剂复配、盐度和正丁醇浓度对中相激乳液形成、相态和界面张力的影响进行了系统研究，从中寻找亲水亲油平衡（HLB值）不同阳离子表面活性剂复配形成中相激乳液的一些规律。

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．O％，CNacI=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WinsorⅠ型到WinsorⅢ型再到WinsorⅡ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。

十二烷基硫酸钠中相微乳液的液晶结构

微乳液是指油、水、表面活性剂、助表面活性剂形成的各向同性的、光学透明或半透明的热力学稳定体系．中相微乳液是指富表面活性剂相与过剩水相、过剩油相形成的三相体系．中相微乳液既可增溶水，又可增溶油，且与过剩水相、油相超低的界面张力，因而在强化采油中引起人们...

AOT及其复配体系的中相微乳液研究

在表面活性剂－醇－正辛烷－盐水体系中，研究了以双－２－乙基已基磺基琥珀酸钠（ＡＯＴ）、十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）及ＡＯＴ与ＣＴＡＢ的复配物为表面活性剂时形成的微乳液性质，考察了ＮａＣｌ浓度、醇的种类与浓度对体系相行为与中相微乳液特性的影响。研究结果表明．ＡＯＴ与ＣＴＡＢ按１：７摩尔比复配时有显著的协同效应，最佳中相微乳液体积大幅度增加；该体系的最佳含盐量对醇分子碳链长度的变化特别敏感。

SDBS/n-C_8H_(18)/n-C_4OH/盐水体系中相微乳液双连续结构

The microstructures of the middle-phase microemulsions were studied by using ESR and NMR techniques. The results from the two methods show that the microstructures of the middle-phase microemulsions undergo the change from O/W to bicontinuous(BC), and to W/O with the variation of NaCl concentration, and BC structure includes O/W and W/O. The models of the bicontinous structure were constructed on the base of the studies.

一些聚合物对中相微乳液物性的影响

研究了水解聚丙烯酰胺、黄原胶和木质素磺酸盐对中相微乳液相体积、粘度和界面张力的影响．实验结果表明：含有聚丙烯酰胺时，中相微乳液的相态、增溶参数、中相与下相间界面张力及中相粘度均无明显变化．生物聚合物对中相微乳液的物理性质影响也不大．木质素磺酸盐则对微乳液的形成产生明显影响：随着木质素磺酸盐浓度的增大，微乳液由中相转变为上相，相应的物理参数亦有变化．

烷基芳基磺酸盐分子量及其分布对中相微乳液特性参数的影响

用Winsor相图法研究了由实验室自制的8种烷基芳基磺酸盐复配体系/正丁醇/正癸烷/NaCl形成的微乳液,探讨了烷基芳基磺酸盐平均分子量及其分布对中相微乳液特性参数的影响,为中相微乳液体系最佳配方的选择提供了理论指导。结果表明:中相形成盐度S1,中相消失盐度S2,中相盐宽ΔS,最佳盐度S*值均随高分子量磺酸盐含量的增加而减小;最佳中相微乳液体积V*和增溶参数S.P值均随高分子量磺酸盐含量的增加而增大;S1、S2、ΔS、S*值均随磺酸盐平均分子量的增大而减小;V*和S.P值均随磺酸盐平均分子量的增大而增大;且在实验范围内,lgS*、V*、S.P与磺酸盐平均分子量均呈线性关系。

寻找最佳中相微乳液配方的方法研究——正交试验设计和方程系数法

以石油磺酸盐(3A)为表面活性剂,应用正交试验设计和方程系数法开展了微乳液驱油体系的配方研究。正交试验设计法能在较短时间内给出配方,所得配方的表面活性剂浓度为2%(稀体系的规定指标),体系的两个界面张力均达到超低(3.30×10~4mN/m),增溶参数为12,室内驱油效率为94.6%。对于方程系数法,不同的基醇和追加醇所对应的方程不同。基醇为水溶性醇时,lnS~*=ln〔-0.198(A)+f′(ACN)-0.0481(C_s-3.15)〕+0.019(t-28);基醇为油溶性醇时,ln〔S~*+0.0481(C_s—3.15)〕=0.212(ACN)+f′(A)+0.019(t-28)-2.37。以原油为油相时,用上述方程能得到满意的配方。

中相微乳液驱油效果研究

中相微乳液驱油是提高油藏采收率的有效方法。应用正交实验获得了制备最佳中相微乳液驱油体系配方,并分别对SDS浓度、正丁醇浓度和Na2CO3浓度进行了扫描,得到的体积相图和增溶参数图,得出:Vo=Vw,SPo=SPw,体系达到了最佳中相;通过对比最佳中相微乳液和表面活性剂进行水驱后的提高采收率实验,最佳中相微乳液取得了良好的效果,使最终剩余油饱和度降到16.7%,含水率也降到很低程度。

低渗透油藏中相微乳液驱油体系筛选

中相微乳液优异的增溶能力使其成为大幅提高原油采收率技术研究的热点。立足长庆五里湾低渗透油藏特点,以十二烷基苯磺酸钠与椰油脂肪酸脂聚氧乙烯甜菜碱质量比1∶3的复配体系作为中相微乳液主表面活性剂,选择正丁醇作为助表面活性剂,利用鱼状相图确定形成中相微乳液所需的醇浓度区间为1.3%~3.7%,对应表面活性剂质量浓度为0.3%~0.7%。微乳液开始形成中相和中相消失对应的盐度分别为1.5%,6.0%,形成中相微乳液的盐宽为4.5%。NaCl质量浓度为4.8%左右时增溶效果最佳,界面张力达到10-3mN/m超低水平。填砂模型微乳液驱实验提高驱油效率23.25%。