不同碳鏈烷基酚基陰非表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能研究
本文關(guān)鍵詞:不同碳鏈烷基酚基陰非表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能研究
更多相關(guān)文章: 分子動力學模擬 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽 抗溫 抗鹽
【摘要】:本文利用分子動力學模擬對不同碳鏈烷基酚基陰非表面活性劑在油-水界面的界面行為及性質(zhì)進行研究。通過使用Gromacs軟件在Gromos53A6聯(lián)合力場中對表面活性劑進行模擬,主要內(nèi)容包括:油-水界面的界面行為、界面性質(zhì)、抗高溫性能、抗鹽性能的研究以及這些性質(zhì)與表面活性劑碳鏈變化的規(guī)律;對不同結(jié)構(gòu)表面活性劑在不同濃度、不同溫度、不同離子以及不同離子濃度的環(huán)境中的進行對比實驗。對于界面行為的研究以辛基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽(OPES)作為例子進行分析。模擬結(jié)果表明OPES可以大幅降低油-水界面的界面張力,在OPES濃度達到飽和濃度時,系統(tǒng)界面張力僅為3.85mN·m-1;OPES中磺酸基是主要親水基團具有良好的親水性;溫度在318K-373K之間時,界面張力由9.96mN·m-1下降到6.43mN·m-1,這說明OPES具有良好的抗高溫性能;當體系中鈉離子濃度在1%-5%范圍時OPES性質(zhì)穩(wěn)定,界面張力僅有1.46mN·m-1的小幅增加,因此OPES具有良好的耐鹽性。通過對不同碳鏈長度的烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽的對比研究發(fā)現(xiàn):1、當m=6時表面活性劑在純油-水界面的界面活性最強,隨著碳鏈的增長親水基與水分子之間的作用力有微小減弱;2、本文所研究的一系列表面活性劑都可以明顯的降低界面張力;3、該系列表面活性劑的界面張力在溫度為318K~373K之間均有不同程度的下降;4、在添加1%~5%濃度鈉、鈣、鎂三種離子的體系環(huán)境中表面活性劑的界面張力也是僅有小幅上升并且親水基團對陽離子并不敏感,且該系列表面活性劑抗鹽順序為Na+Mg2+Ca2+。
【關(guān)鍵詞】:分子動力學模擬 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽 抗溫 抗鹽
【學位授予單位】:東北石油大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:O647.2;TE39
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-6
- 創(chuàng)新點摘要6-9
- 前言9-11
- 第一章 文獻綜述11-23
- 1.1 表面活性劑的分類11-13
- 1.1.1 陽離子表面活性劑11
- 1.1.2 陰離子表面活性劑11-12
- 1.1.3 非離子表面活性劑12
- 1.1.4 兩性表面活性劑12-13
- 1.2 表面活性劑驅(qū)油原理13-14
- 1.2.1 降低油水界面的界面張力13
- 1.2.2 減小巖石表面粘附力13-14
- 1.2.3 影響油-水界面的界面膜14
- 1.3 三次采油對表面活性劑的基本要求14
- 1.4 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽14-15
- 1.5 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽制備方法15-16
- 1.6 分子動力學模擬簡介16-19
- 1.6.1 基本原理16-17
- 1.6.2 力場選擇17-18
- 1.6.3 系綜選擇18-19
- 1.6.4 能量最小化19
- 1.6.5 周期性邊界19
- 1.7 國內(nèi)外對分子動力學模擬在表面活性劑體系中應用的進展19-21
- 1.8 本文主要研究內(nèi)容21-23
- 第二章 分子動力學模擬流程簡介23-30
- 2.1 主要軟件介紹23
- 2.2 基本模擬步驟23
- 2.3 優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)23-24
- 2.4 建立力場24-25
- 2.5 模擬模型構(gòu)建25-26
- 2.6 設(shè)置初始條件26-28
- 2.6.1 速度設(shè)置26
- 2.6.2 能量最小化26
- 2.6.3 系綜選擇26-27
- 2.6.4 控溫方法27
- 2.6.5 控壓方法27-28
- 2.7 添加離子28
- 2.8 數(shù)據(jù)分析28-30
- 第三章 辛基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽模擬過程及結(jié)論分析30-39
- 3.1 辛基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽結(jié)構(gòu)及性質(zhì)30
- 3.2 構(gòu)建模擬體系30
- 3.3 模擬結(jié)果與分析30-39
- 3.3.1 界面形態(tài)30-31
- 3.3.2 界面性能31-35
- 3.3.3 溫度、鹽度對OPES性能影響35-39
- 第四章 不同碳鏈烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽性質(zhì)對比39-49
- 4.1 分子結(jié)構(gòu)優(yōu)化39
- 4.2 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽界面性能對比39-42
- 4.2.1 各體系密度39-41
- 4.2.2 界面張力41-42
- 4.3 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽系列表面活性劑抗高溫性能對比42-44
- 4.4 烷基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽系列表面活性劑抗鹽性能對比44-49
- 結(jié)論49-51
- 附錄51-59
- 參考文獻59-65
- 發(fā)表文章目錄65-67
- 致謝67-68
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,本文編號:634216
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