使用各种前体,摩尔比率和合成持续时间的石墨烯量子点来降低界面张力,以增强石油回收的效果
Younes Gholamzadeh1, Abdolhossein Hemmati-Sarapardeh2,3, Mohammad Sharifi4
1Department of Petroleum and Geoenergy Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran.
Scientific reports
|December 31, 2024
概括
石墨烯量子点 (GQDs) 有效地降低了原油和水的界面张力,从而提高了石油的回收. 乙烯基胺衍生的GQD显示了最高的性能,为非传统的水库提供了有前途的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 石油工程是石油工程中的一个.
背景情况:
- 由于尺寸和聚合问题,传统的纳米粒子在紧密的储中面临增强石油回收 (EOR) 的局限性.
- 减少原油和水之间的界面张力 (IFT) 对于有效的EOR至关重要.
- 石墨烯量子点 (GQD) 作为 IFT 减少的新型纳米材料具有潜力.
研究的目的:
- 开发和评估石墨烯量子点 (GQDs) 用于降低增强石油回收 (EOR) 中的界面张力 (IFT).
- 调查GQD前体类型,合成持续时间和摩尔比对IFT减少的影响.
- 阐明GQD介导的IFT减少背后的机制.
主要方法:
- 使用酸和各种源 (乙二胺,尿素,硫尿素) 合成GQD.
- 使用FTIR,XPS,HR-TEM,XRD,UV-Vis和PL光谱学进行GQD的表征.
- 在高盐度条件下评估IFT降低GQD的性能.
主要成果:
- 乙二胺衍生的GQDs实现了最高的IFT降低,在20万ppmNaCl时将其从19.03降低到0.70mN/m.
- XPS分析表明,较高的酸含量和特定的C/C比率与改善的IFT减少相关.
- 发现在GQD表面上存在更多极性原子键,从而降低IFT的降解能力.
结论:
- 开发的GQDs,特别是来自乙二胺的GQDs,在减少没有表面活性剂的原油水IFT方面非常有效.
- 最佳的合成条件 (前体类型,持续时间,摩尔比率) 在 IFT 减少中显著影响 GQD 性能.
- 在具有挑战性的非常规水库中,GQD为EOR应用提供了可行的和有前途的纳米材料.
