超临界二氧化碳微乳液法制备纳米微粒材料进展

简述了超临界二氧化碳-微乳液法制备纳米微粒材料的基本机理、制备工艺及影响因素,介绍了目前取得的一些研究成果,讨论了未来需要解决的问题。

AOT超临界微乳液的相行为

研究了由食品级表面活性剂AOT、乙醇、水和二氧化碳构成的超临界微乳液相行为,报道了该体系的临界微乳液浓度(cμc).研究结果表明:该超临界流体的浊点压力随表面活性剂AOT浓度的变化出现一个突变点,该突变随温度降低和水含量增加而变得显著,这与低温易于形成微乳液滴和高含水量的体系易于吸收更多AOT构成相界面的事实一致.

超临界二氧化碳微乳液增溶多元醇特性

用2.5%、5.0%和7.5%(w)的1,3-丙二醇(1,3-PDO)稀水溶液为模型物质,以超临界二氧化碳为连续相,以琥珀酸二酯磺酸钠(AOT)为表面活性剂,乙醇为助剂,在压力为6.9-10.3MPa的范围内,温度为30-50°C时,分别对三种AOT浓度下的四元体系AOT/CO2/乙醇/水和五元体系AOT/CO2/乙醇/1,3-PDO/水的热力学行为进行了实验研究.实验结果证明:通过合理调控系统的操作条件,可以形成热力学稳定的超临界二氧化碳微乳液,并能实现选择性增溶1,3-丙二醇.该结果可为指导工业生产提供依据.

超临界二氧化碳介质中纳米颗粒合成研究进展

在超临界流体介质中制备纳米颗粒是一项纳米颗粒合成的新技术。介绍了超临界流体的特性，综述了超临界流体快速膨胀、超临界流体抗溶剂、超临界流体干燥、超临界流体微乳液、超临界二氧化碳制动沉降法等技术的原理、影响因素、应用研究及发展前景。利用超临界流体较好的溶解、扩散和传质能力，可制备出性能优异的纳米颗粒。

SiO2气凝胶微球的制备及其性能研究

采用以花生油或硅油为油相形成油包SiO2溶胶或在超临界CO2中形成微乳液的乳液成球技术,结合CO2超临界干燥制备出SiO2气凝胶微球。先后用三甲基氯硅烷(TMCS)和3-氨丙基三羟基硅烷(KH-553)对微球进行内疏外亲改性,并采用吸水实验和接触角测试进行表征,最后将SiO2气凝胶微球做成涂料,研究其隔热性能。结果表明:不同工艺制备的SiO2气凝胶微球比表面积都较高,孔隙率均高达90%以上。以花生油或硅油为油相制备的SiO2气凝胶微球具有良好的介孔结构,孔径主要为5~20 nm。而在超临界CO2中形成微乳液制备的SiO2气凝胶微球具有小孔和介孔结构,孔径主要为0.02~10 nm。超临界CO2微乳液中制备的微球粒径相对分布较窄(0.02~8μm),比表面积高达1059.4 m2/g。经TMCS和KH-553先后改性的SiO2气凝胶微球具备内疏外亲的性能。将所制备的SiO2气凝胶微球做成涂料,热导率最低为0.02 W/(m·K),达到很好的隔热效果。

降低CO_2驱混相压力的发展现状

将CO_2注入油层,不仅封存了CO_2,还可以大幅度提高油气田采收率,达到CO_2减排和油藏高效开发的双赢目的,受到了相关研究者的广泛重视。如何有效地降低CO_2与原油之间的混相压力,是目前CO_2驱提高采收率研究的主要热点和难点之一。文中比较了降低CO_2驱混相压力的几种方法,探索新的亲CO_2表面活性剂以降低CO_2驱最小混相压力。目前,降低CO_2驱混相压力的主要方法有添加共溶剂法,但成本比较高;超临界CO_2微乳液法可以降低CO_2驱混相压力,但是目前表面活性剂的研究主要集中在降低油/水界面张力的离子型表面活性剂,关于降低油/CO_2界面张力的非离子表面活性剂还鲜有报道;亲CO_2表面活性剂是降低CO_2驱混相压力的一种新探索,但目前已用的表面活性剂与CO_2的亲和性差,使得CO_2对极性较强的大分子物质的溶解能力受到限制。因此,开发新的亲CO_2表面活性剂以达到降低CO_2驱混相压力的效果显得尤为关键。