通过介面测试实验和MDS计算,了解石油水界面上的Zwitterionic表面活性剂相互作用

科学领域:

• 合体和表面科学科学
• 物理化学 物理化学
• 石油工程是石油工程中的一个.

背景情况:

• 基表面活性剂在各种工业应用中至关重要,包括增强石油回收 (EOR).
• 了解界面上的表面活性剂-油相互作用是优化EOR流程的关键.
• 多德基二甲基硫乙烯贝他因 (DSB-12) 和六甲基二甲基硫乙烯贝他因 (DSB-16) 是具有不同链条长度的zwitterionic表面活性剂.

研究的目的:

• 研究和比较DSB-12和DSB-16与n-octadecane油表面的相互作用性能.
• 通过实验和模拟方法阐明控制这些相互作用的基本机制.
• 为开发更有效的表面活性剂提供基础,用于水库开发和EOR.

主要方法:

• 宏观实验使用界面干涉测量技术实时监测界面厚度和质量.
• 基于朗格穆尔模型的热力学分析来确定聚合自发性.
• 一个三步动态模型 (吸附,排列,聚合) 的动态分析.
• 微观模拟使用分子动力学 (MD) 来获得界面配置和能量.

主要成果:

• 与DSB-12相比,DSB-16表现出优越的相互作用性能,稳定性和强度.
• 热力学分析表明,DSB-16 (ΔGagg = -5.94 kJ/mol) 与DSB-12 (ΔGagg = 24.08 kJ/mol) 的聚集自发性更高.
• MD模拟显示了DSB-16和DSB-12之间最终相互作用能量 (ΔEfin = 4888 kcal/mol) 的显著差异.
• 提出了不同的相互作用机制:"响应增强"和"沉积活动"对于DSB-16,以及"响应减少"和"逃避活动"对于DSB-12.

结论:

• DSB-12和DSB-16的相互作用性能差异归因于它们在油水界面的相互作用形式和力量的变化.
• 由于其更强的界面相互作用,DSB-16对增强的石油回收具有有利的特性.
• 这项研究为研究表面活性剂-油相互作用建立了一个有价值的平台,这对于推进EOR技术至关重要.