烃类在固载金属离子PVA膜中的溶胀吸附性能研究

制备了过渡金属盐填充固载PVA膜,实验测定了环己烷、环己烯在膜中溶胀吸附性能.结果发现:PVA膜经填充过渡金属离子Ag+、Co2+等后,环己烯的溶胀吸附性能提高了3～5倍,而环己烷的溶胀吸附性能几乎不变;过渡金属盐的结构和性质对其填充固载PVA膜的环己烯溶胀吸附性能有较大影响,构成盐的金属离子尺寸越小、对应的阴离子尺寸越大、以及金属离子和阴离子之间的离解能越小,其填充固载PVA膜的环己烯溶胀吸附性能越好;过渡金属盐在填充固载PVA膜中的固载量增大,膜对环己烯的溶胀吸附性能提高,但趋势越来越弱,同时膜的机械强度等降低,固载膜中金属离子与PVA之摩尔比在0.5～1.0为宜.

MWCNT/poly(MMA-AM)杂化膜的原位聚合制备及其苯与环己烷的吸附-溶胀性能

多壁碳纳米管(MWCNT)经HNO3/H2SO4混酸氧化处理、二氨基-二苯甲烷化学修饰后,得到胺功能化多壁碳纳米管(MWCNT—NH2);通过原位聚合制备多壁碳纳米管/甲基丙烯酸甲酯-丙烯酰胺共聚物杂化膜。采用拉曼光谱、红外光谱、扫描电镜表征了多壁碳纳米管化学修饰前、后的结构和形貌;采用扫描电镜和zeta电位仪分析了杂化膜的结构和表面荷电特性;实验考察了杂化膜在苯、环已烷中吸附-溶胀性能。研究结果显示,MWCNT—NH2/poly(MMA-AM)杂化膜的表面zeta电位随MWCNT—NH2填充量的增加而增大,MWCNT—NH2在杂化膜中分散性较好;在碳纳米管填充量相同的情况下,MWCNT—NH2/poly(MMA-AM)杂化膜的苯平衡吸附-溶胀度与苯/环己烷吸附-溶胀选择性大于MWCNT/poly(MMA-AM)杂化膜。MWCNT—NH2/poly(MMA-AM)杂化膜的苯平衡吸附-溶胀度与苯/环己烷平衡吸附-溶胀选择性随MWCNT—NH2填充量的增加而增大;而MWCNT/poly(MMA-AM)杂化膜的苯平衡吸附-溶胀度随MWCNT填充量的增加略有增大,苯/环己烷平衡吸附-溶胀选择性随MWCNT填充量的增加呈下降趋势。研究结果表明,MWCNT—NH2/poly(MMA-AM)杂化膜对苯/环己烷具有苯优先选择吸附-溶胀的特性,且苯优先选择吸附-溶胀的特性随杂化膜中MWCNT—NH2填充量的增加而更加显著。

基于低温氮吸附的动态超临界CO_(2)对煤纳米孔隙结构的影响

基于动态SCCO_(2)萃取平台,模拟了SCCO_(2)(温度55℃和压力12 MPa)与焦煤和瘦煤的动态相互作用。通过低温氮吸附技术分析了SCCO_(2)作用前后煤纳米孔隙结构的变化特征,探讨了SCCO_(2)对煤纳米孔隙结构的影响。结果表明:SCCO_(2)不会改变纳米孔隙形状,SCCO_(2)作用后,焦煤的比表面积和孔体积增大,微孔含量显著升高,中孔孔隙度下降,平均孔径降低,瘦煤表现出相反的趋势;分形分析表明SCCO_(2)增强了焦煤纳米孔隙表面的非均质性,但瘦煤孔隙表面变得光滑;SCCO_(2)的萃取效应和SCCO_(2)吸附引发的溶胀效应的净作用是上述焦煤和瘦煤纳米孔隙差异变化的主因,对于焦煤,萃取作用强于溶胀作用,对纳米孔隙结构产生增孔效应,瘦煤则相反。

氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯有机-无机杂化膜的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相,利用微乳液聚合技术制备了氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机-无机杂化膜。扫描电镜分析了膜的结构,结果表明微乳液聚合后形成了以氯化银为核,聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳型无机-有机杂化膜材料;氯化银微粒在聚甲基丙烯酸甲酯中均匀分散,形状规则,粒径大小均在2μm以下。环己烷、环己烯在氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯无机-有机杂化膜中的溶胀吸附性能研究结果表明,与聚甲基丙烯酸甲酯膜相比,环己烯在杂化膜中的溶胀吸附性能显著提高,而环己烷的溶胀吸附性能却相差不大。

离子液体微乳液合成纳米AgCl及AgCl/poly(MMA-co-St)杂化膜性能调控

在以离子液体氯化-1-十二烷基甲基咪唑(C12mimCl)为表面活性剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)与苯乙烯(St)混合物为油相介质的反相微乳液中合成AgCl纳米粒子,进而采用微乳液原位聚合法制备AgCl/poly(MMA-co-St)杂化膜。通过紫外可见光谱和透射电镜分析了微乳液组成(油相介质组成和增容水量ω)对纳米AgCl粒子形貌的影响。结合扫描电镜和苯、环已烷的溶胀实验探讨了微乳液组成对杂化膜性能的调控作用。结果发现,微乳液油相介质中St/MMA体积比增大有利于在微乳液和杂化膜中获得更多纳米AgCl粒子,增加了杂化膜的苯平衡溶胀吸附量(A∞,b)与苯/环已烷的平衡溶胀吸附选择性(αs,b/c)。在St/MMA体积比为1∶3时杂化膜的A∞,b和αs,b/c分别达到330 mg·g-1和19.21;但过多苯乙烯加入油相介质,其苯环中π键会破坏水核中AgCl粒子的稳定性而引起粒子团聚,从而降低了杂化膜的A∞,b和αs,b/c。反相微乳液中合成的纳米AgCl粒子量随ω增大而增多、粒径增大,杂化膜的A∞,b和αs,b/c随ω的增加而增大。但过高的ω导致微乳液中出现AgCl大粒子,从而引起杂化膜的A∞,b和αs,b/c下降。

页岩支撑裂缝中渗透率变化规律实验研究

在页岩气藏的压裂开发中,支撑裂缝的渗透率是影响裂缝导流能力和压裂增产效果的重要因素。通过实验手段,研究了吸附气体的溶胀作用和支撑剂的嵌入作用对Greenriver页岩支撑裂缝渗透率的影响。采用Pulse test实验方法,测量并对比了非吸附气体和吸附气体的渗透率。以He为代表性的非吸附性气体,实验测得其在花岗岩和页岩中的渗透率曲线为线性,渗透率随着有效应力的减小而增加,且支撑剂的嵌入作用使页岩中的渗透率明显降低;以CO_2为代表性的吸附性气体,实验测得其在页岩中的渗透率曲线呈典型的"U"型,这是由于CO_2溶胀作用和有效应力共同作用的结果,从而说明在页岩支撑裂缝中,溶胀作用同样对渗透率有显著影响;与He在页岩中的渗透率相比,相同压力下的CO_2渗透率更低,且在Langmuir压力值附近达到最小值。

单分散亚微米级磁性微球的合成

以磁性氧化铁胶体粒子为种子粒子,采用吸附—溶胀法,进行苯乙烯—丙烯酸—二乙烯基苯的乳液聚合,制备亚微米级磁性高分了微球。研究丁分散介质、丙烯酸、种予粒子、苯乙烯和pH调节剂等因素对聚合行为和磁性微球的影响,成功地合成了平均粒径为0.13和0.27μm、单分散性很好的磁性微球。