吸热型纳米流体燃料研究进展

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作者 申州洋 薛康 +4 位作者 刘青 史成香 邹吉军 张香文 潘伦 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1167-1182,共16页

吸热型纳米流体燃料是一种有潜力解决高超声速飞行器发动机过热问题的新型燃料。为探究吸热型纳米流体燃料的裂解性能,并为后续研究提供参考,首先介绍了纳米流体燃料的分散稳定性机理,并概述了其制备及提高稳定性的方法;其次,综述了吸... 吸热型纳米流体燃料是一种有潜力解决高超声速飞行器发动机过热问题的新型燃料。为探究吸热型纳米流体燃料的裂解性能,并为后续研究提供参考,首先介绍了纳米流体燃料的分散稳定性机理,并概述了其制备及提高稳定性的方法;其次,综述了吸热型纳米流体燃料的裂解研究进展,从纳米添加剂、有机保护配体及反应机理和路径等多方面分析了影响裂解的关键因素;最后对吸热型纳米流体燃料的未来发展趋势提出展望。 展开更多

关键词 燃料 表面活性剂 分散稳定性 纳米粒子 催化裂解 催化机理

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纳米SiO_(2)表面改性稳定非水相泡沫的实验研究

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作者 姚思齐 燕永利 +2 位作者 张随望 陈钰 贺炳成 《日用化学工业（中英文）》 CAS 北大核心 2024年第8期903-910,共8页

非水相泡沫在石油开采、功能材料、日用化工等领域有着广泛的应用,非水相泡沫的研究进展影响着相关行业的发展。然而,由于其自身的界面张力和介电常数较低,致使发泡难度较大。为解决非水相体系发泡困难的问题,文章通过制备纳米SiO_(2)颗... 非水相泡沫在石油开采、功能材料、日用化工等领域有着广泛的应用,非水相泡沫的研究进展影响着相关行业的发展。然而,由于其自身的界面张力和介电常数较低,致使发泡难度较大。为解决非水相体系发泡困难的问题,文章通过制备纳米SiO_(2)颗粒,经TEM,FT-IR及XRD对颗粒进行表征,采用3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对纳米SiO_(2)颗粒润湿性进行调控,研究纳米SiO_(2)颗粒对非水相溶剂发泡性能的影响。结果表明:经GPTMS改性后,颗粒的接触角范围扩大至34.7°~116°之间;且能有效降低不同溶剂的表面张力并增加溶剂体系的黏度;当颗粒质量分数为7%,粒径为10 nm时,非水相产生的泡沫体积随纳米SiO_(2)颗粒接触角的增大呈现先增后减的趋势,泡沫稳定性随纳米SiO_(2)颗粒接触角的增大呈现先增强后减弱的趋势。在甲酰胺体系中,当颗粒接触角为92.3°时,泡沫体积最高可达到12 mL,泡沫稳定时长可达63 d;在乙酸苄酯体系中,当颗粒接触角为79.5°时,泡沫体积最高可达到7 mL,泡沫稳定时长可达47 d;在癸烷体系中,当颗粒接触角为60.3°时,泡沫体积最高可达到4 mL,泡沫稳定时长可达8 d。 展开更多

关键词 非水相泡沫 纳米SiO_(2)颗粒 润湿性 发泡性能 稳定性

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疏水修饰纳米颗粒强化天然气泡沫的稳定性及影响因素 被引量：2

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作者 徐龙 刘子青 +4 位作者 丁红雨 李鹏程 金正文 宫厚健 董明哲 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期116-121,共6页

为了增强天然气泡沫在提高采收率中的应用效果,采用注射法研究了疏水修饰纳米颗粒(HMNP)与不同类型表面活性剂复合生成的天然气泡沫的稳定性及温度、无机盐(NaCl、CaCl_(2))对天然气泡沫稳定性的影响机制。结果表明:在室温(25℃)纯水条... 为了增强天然气泡沫在提高采收率中的应用效果,采用注射法研究了疏水修饰纳米颗粒(HMNP)与不同类型表面活性剂复合生成的天然气泡沫的稳定性及温度、无机盐(NaCl、CaCl_(2))对天然气泡沫稳定性的影响机制。结果表明:在室温(25℃)纯水条件下,HMNP与阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(AES))复合体系生成的天然气泡沫在3000 min内可保持很好的稳定性,具有显著协同稳定天然气泡沫稳定性的作用。而且,在50℃条件下或离子强度为0.2 mol/L的情况下,阴离子表面活性剂中的聚氧乙烯(EO)基团可以进一步增强HMNP/AES复合体系天然气泡沫的稳定性及耐温耐盐性;阴离子表面活性剂中的苯环则可显著促进HMNP与阴离子表面活性剂的协同效应,更大幅度提高HMNP/SDBS复合体系天然气泡沫的稳定性、耐温性及耐一价金属离子能力。 展开更多

关键词 疏水修饰纳米颗粒 表面活性剂 天然气泡沫 稳定性 协同效应

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纳米颗粒提高泡沫稳定性机理研究 被引量：34

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作者 李兆敏 孙乾 +2 位作者 李松岩 张娜 安志波 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期625-629,634,共6页

泡沫流体作为一种非牛顿流体,广泛应用在石油工业的钻井、油气井增产、修井、提高采收率等各个方面。纳米颗粒作为一种新兴的稳泡材料,可以明显提高泡沫的稳定性。本文分别从纳米颗粒与界面的相互作用、单一疏水颗粒稳泡影响因素、以及... 泡沫流体作为一种非牛顿流体,广泛应用在石油工业的钻井、油气井增产、修井、提高采收率等各个方面。纳米颗粒作为一种新兴的稳泡材料,可以明显提高泡沫的稳定性。本文分别从纳米颗粒与界面的相互作用、单一疏水颗粒稳泡影响因素、以及亲水颗粒与表面活性剂协同稳泡三个方面来阐述纳米颗粒在稳泡方面的机理,最后探讨了纳米颗粒在稳泡方面的前景以及研究方向。 展开更多

关键词 纳米颗粒 泡沫 表面活性剂 协同效果 稳泡 综述

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纳米颗粒提高二氧化碳泡沫稳定性的研究进展 被引量：32

5

作者 李兆敏 王鹏 +2 位作者 李松岩 孙乾 李杨 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期155-161,共7页

利用表面活性剂溶液产生的二氧化碳泡沫能够在一定程度上控制二氧化碳气体流度,发挥二氧化碳的驱油优势,但表面活性剂在地层中吸附量大,在高温高盐环境中稳定性较差。纳米颗粒可用作稳泡剂提高二氧化碳泡沫稳定性。分析了纳米颗粒用于... 利用表面活性剂溶液产生的二氧化碳泡沫能够在一定程度上控制二氧化碳气体流度,发挥二氧化碳的驱油优势,但表面活性剂在地层中吸附量大,在高温高盐环境中稳定性较差。纳米颗粒可用作稳泡剂提高二氧化碳泡沫稳定性。分析了纳米颗粒用于稳定二氧化碳泡沫的优势;从纳米颗粒与界面的相互作用及颗粒与颗粒之间的相互作用两个方面综述了纳米颗粒对于二氧化碳泡沫的稳定机理,主要包括脱附能理论、最大毛细压理论以及颗粒间相互作用形成的网络结构理论;总结了纳米颗粒疏水性、粒径、颗粒浓度、矿化度、温度以及压力对二氧化碳泡沫的产生及稳定性的影响;分析了利用纳米颗粒稳定的二氧化碳泡沫对二氧化碳气体的流度控制效果以及驱油效果,提出了目前存在的问题及下一步的研究方向。 展开更多

关键词 纳米颗粒 二氧化碳泡沫 稳定机理 影响因素 应用潜力

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含纳米颗粒的泡沫体系及其在水力压裂中的研究进展 被引量：11

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作者 李小刚 谢诗意 +1 位作者 杨兆中 朱静怡 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期34-38,共5页

阐述了纳米颗粒与表面活性剂之间通过协同作用减缓液膜排液、气泡并聚与破裂、泡沫粗化的衰变过程;简述了不同表面活性剂与纳米颗粒在稳定泡沫机理上的异同;综述了纳米颗粒浓度和亲疏水性对不同表面活性剂泡沫流体性能的影响;分析发现... 阐述了纳米颗粒与表面活性剂之间通过协同作用减缓液膜排液、气泡并聚与破裂、泡沫粗化的衰变过程;简述了不同表面活性剂与纳米颗粒在稳定泡沫机理上的异同;综述了纳米颗粒浓度和亲疏水性对不同表面活性剂泡沫流体性能的影响;分析发现纳米颗粒的加入使泡沫压裂液体系性能得到改善。提出对纳米颗粒稳泡机理、表面活性、改性修饰、稳定性的研究是今后的重要探索方向,最后对纳米颗粒未来在泡沫压裂液中的应用进行了展望。 展开更多

关键词 泡沫 表面活性剂 稳泡机理 泡沫压裂液 纳米颗粒

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改性二氧化硅纳米颗粒提高二氧化碳泡沫稳定性的研究 被引量：9

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作者 张旋 张天赐 +2 位作者 蒋平 葛际江 张贵才 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1076-1082,共7页

通过纳米二氧化硅的硅烷化改性,使其在高矿化度盐水中可以稳定存在的前提下,研究了改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵混合体系的溶液稳定性及协同稳定CO 2泡沫的效果.研究结果表明,无机盐离子对改性纳米颗粒与阳离子... 通过纳米二氧化硅的硅烷化改性,使其在高矿化度盐水中可以稳定存在的前提下,研究了改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵混合体系的溶液稳定性及协同稳定CO 2泡沫的效果.研究结果表明,无机盐离子对改性纳米颗粒与阳离子表面活性剂间的静电吸引力具有屏蔽作用,且矿化度越高,屏蔽效果越明显,从而混合溶液更易于在高盐水中稳定;纳米颗粒表面的活性剂吸附层受二者浓度的影响,进而影响了颗粒的亲/疏水性;当混合体系中的表面活性剂浓度低于临界胶束浓度(CMC)时,混合溶液与CO 2的界面张力高于单独活性剂溶液,而当活性剂浓度高于CMC时,对CO^2-溶液界面张力几乎无影响,最低界面张力可降至6 mN/m左右;改性纳米颗粒的加入可以进一步提高CO2体相泡沫半衰期一倍以上,但受二者浓度比例的影响;纳米颗粒的加入有效提高了多孔介质中泡沫的表观黏度,最大增幅由20 mPa·s增至55 mPa·s左右,泡沫黏度增加接近3倍,增强了CO2泡沫驱的封堵作用. 展开更多

关键词 改性纳米颗粒 表面活性剂 二氧化碳泡沫 泡沫稳定性

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纳米颗粒稳定泡沫驱油研究进展 被引量：21

8

作者 刘珑 范洪富 +2 位作者 孙江河 陈海汇 赵娟 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期748-754,共7页

泡沫驱技术具有优异的驱油机制而被广泛应用于各类油藏的开采过程中,但是大多数的油藏环境具有高温、高矿化度和低渗透率等储层特征,会对泡沫的稳定性产生不利的影响。泡沫的稳定性是决定泡沫驱油效率的关键因素。纳米颗粒具有特殊的表... 泡沫驱技术具有优异的驱油机制而被广泛应用于各类油藏的开采过程中,但是大多数的油藏环境具有高温、高矿化度和低渗透率等储层特征,会对泡沫的稳定性产生不利的影响。泡沫的稳定性是决定泡沫驱油效率的关键因素。纳米颗粒具有特殊的表面效应、界面效应和小尺寸效应,可作为稳泡剂增强泡沫的稳定性,进而改善泡沫在孔隙介质中的驱油效果。本文介绍了纳米颗粒稳定泡沫的机理:改善泡沫液膜性质、减缓泡沫歧化速度和形成致密稳定结构,分析了纳米颗粒浓度、纳米颗粒润湿性、纳米颗粒尺寸、温度、含油饱和度和矿化度对纳米颗粒稳定泡沫的影响,总结了纳米颗粒稳定泡沫的驱油机理:增大泡沫与原油的相互作用力、改善泡沫的封堵特性和改变油藏润湿性,提出了纳米颗粒稳定泡沫研究的发展方向。 展开更多

关键词 纳米颗粒 泡沫驱 稳定性 驱油机理 综述

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SiO2纳米颗粒对水相泡沫稳定性的影响 被引量：4

9

作者 张阳 燕永利 +2 位作者 奚琪 于长龙 寇卫伟 《日用化学工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期26-31,共6页

采用SiO2纳米颗粒分别与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、非离子表面活性剂十二烷基醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)复配制备水相泡沫,研究了发泡体积、半衰期和微观结构的变化规律,以揭示S... 采用SiO2纳米颗粒分别与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、非离子表面活性剂十二烷基醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)复配制备水相泡沫,研究了发泡体积、半衰期和微观结构的变化规律,以揭示SiO2纳米颗粒对水相泡沫稳定性的影响机理。结果表明,在表面活性剂质量分数一定的条件下,随着纳米颗粒质量分数的增加,泡沫稳定性逐渐增强,当纳米颗粒质量分数为0.3%时,发泡体积达最大值,含气率分别为78.9%,78.4%和78.8%。与单组分质量分数分别为0.3%,0.3%和15%的SDS、CTAB、AEO-3体系相比,发泡体积未受影响,半衰期分别为9.0,8.2和360min,提高了20%,28.1%和71.4%,泡沫的稳定性得到了不同程度的改善。 展开更多

关键词 泡沫 表面活性剂 SiO2纳米颗粒 稳定性

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抗凝析油泡排剂的研究现状 被引量：3

10

作者 王西亚 覃孝平 +2 位作者 石琼林 李翠霞 朱盛 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2225-2227,2233,共4页

综述了用作起泡剂的表面活性剂研究现状,介绍了常用稳泡剂以及氟碳表面活性剂、纳米粒子稳泡剂的研究现状。指出了抗凝析油泡排剂的发展方向,对我国的抗凝析油泡排剂的研制具有参考和借鉴作用。

关键词 泡排采气 起泡剂 稳泡剂 氟碳表面活性剂 纳米粒子

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高分子稳泡剂和SiO_(2)纳米颗粒对二元表面活性剂复配体系泡沫性能影响 被引量：5

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作者 盛友杰 李杨 +1 位作者 阎灿彬 彭云川 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期33-39,49,共8页

利用短链氟碳表面活性剂(FS-50)、阴离子碳氢表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、亲水性SiO_(2)纳米颗粒和水溶性聚合物(羧甲基纤维素钠(NaCMC)和黄原胶(XG))制备了泡沫混合体系,系统研究了纳米颗粒和聚合物对FS-50/SDS复配体系的分子间相... 利用短链氟碳表面活性剂(FS-50)、阴离子碳氢表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、亲水性SiO_(2)纳米颗粒和水溶性聚合物(羧甲基纤维素钠(NaCMC)和黄原胶(XG))制备了泡沫混合体系,系统研究了纳米颗粒和聚合物对FS-50/SDS复配体系的分子间相互作用和泡沫性能的影响。结果表明,FS-50/SDS/纳米颗粒/聚合物体系存在着强烈的分子间相互作用,导致其表面活性、黏度和电导率出现了复杂的变化。5%的SiO_(2)纳米颗粒可以提高FS-50/SDS复配体系的泡沫稳定性和起泡性能;0.05%的XG或0.5%的NaCMC在提高FS-50/SDS复配体系的泡沫稳定性的同时会降低其起泡性能。纳米颗粒和聚合物可以协同提高FS-50/SDS复配体系的泡沫稳定性;但是,同时存在纳米颗粒和聚合物会大幅降低FS-50/SDS复配体系的起泡性能。该研究结果可为开发性能优异的泡沫稳定剂提供理论参考。 展开更多

关键词 聚合物 纳米颗粒 表面活性剂 起泡性能 泡沫稳定性

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SiO_(2)纳米颗粒对环保型泡沫灭火剂稳定性的影响 被引量：5

12

作者 盛友杰 彭云川 +3 位作者 张含灵 阎灿彬 李杨 马文智 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第18期259-264,共6页

本工作以碳氢表面活性剂(APG0810)和短链氟碳表面活性剂(FS-50)为核心组分制备了环保型泡沫灭火剂,系统地研究了SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂溶液性质、起泡性能及泡沫稳定性的影响,分析了SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂稳定性的增强机理... 本工作以碳氢表面活性剂(APG0810)和短链氟碳表面活性剂(FS-50)为核心组分制备了环保型泡沫灭火剂,系统地研究了SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂溶液性质、起泡性能及泡沫稳定性的影响,分析了SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂稳定性的增强机理。结果表明,SiO_(2)纳米颗粒对泡沫灭火剂的溶液性质与泡沫性能均有较大影响。随纳米颗粒浓度的增加,泡沫灭火剂溶液的表面活性先降低后增加,动态粘度逐渐增加,电导率逐渐降低,而起泡性略微下降。泡沫稳定性随着纳米颗粒浓度的增加而显著增加,达到7%后,泡沫稳定性急剧增加。SiO_(2)纳米颗粒与泡沫灭火剂活性组分在泡沫液膜和Plateau边界中相互作用,形成网状结构聚集体,有效地延缓泡沫析液和粗化,从而增强泡沫的稳定性。本工作的研究结果能够为SiO_(2)纳米颗粒在环保型泡沫灭火剂的研发和应用方面提供理论指导。 展开更多

关键词 纳米颗粒 氟碳表面活性剂 碳氢表面活性剂 泡沫灭火剂 泡沫稳定性

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纳米颗粒强化泡沫压裂液的构建及其稳泡机理研究 被引量：6

13

作者 杨兆中 郑南鑫 +1 位作者 朱静怡 李小刚 《油气藏评价与开发》 CSCD 2023年第2期260-268,共9页

SiO_(2)纳米颗粒(SNP)与表面活性剂的协同作用可为构建适用于恶劣地层条件下的泡沫压裂液提供一种新思路。实验评估了SiO_(2)纳米颗粒与5种表面活性剂协同稳泡能力,基于泡沫综合值筛选了最优泡沫体系。通过对优选出的泡沫压裂液体系进... SiO_(2)纳米颗粒(SNP)与表面活性剂的协同作用可为构建适用于恶劣地层条件下的泡沫压裂液提供一种新思路。实验评估了SiO_(2)纳米颗粒与5种表面活性剂协同稳泡能力,基于泡沫综合值筛选了最优泡沫体系。通过对优选出的泡沫压裂液体系进行携砂性、黏弹性、剪切性、稳定性评价,分析纳米颗粒对压裂液性能的改良。同时利用光学显微镜、环境扫描电子显微镜观察揭示SiO_(2)纳米颗粒稳泡机理。体系筛选实验表明:阳离子型表面活性剂TTAB与SiO_(2)纳米颗粒的协同作用最明显,泡沫综合值达15288 mm·s,析液半衰期提升了145%。性能评价实验表明:SiO_(2)纳米颗粒能提升界面液膜的弹性模量,提高液膜对支撑剂的支撑能力,减小沉降速率,有利于泡沫将支撑剂带入更深的裂缝当中;SiO_(2)纳米颗粒还能提高液膜表面的粗糙度,强化泡沫压裂液的抗剪切能力;在体系中加入支撑剂会削弱泡沫的稳定性,陶粒的削弱作用强于石英砂,小粒径的削弱作用强于大粒径的削弱作用。机理研究实验表明:泡沫微观结构中观察到SNP在Plateau边界(3个气泡的交界区)聚集堵塞排液通道,这说明纳米颗粒能够阻止泡沫的粗化和排液,宏观稳定性上表现为气泡数量更多、尺寸更小、分布更均匀。 展开更多

关键词 泡沫压裂液 SiO_(2)纳米颗粒 体系筛选 泡沫性能评价 稳泡机理

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CO_2泡沫体系性能改善方法的研究进展 被引量：2

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作者 王维波 洪玲 +3 位作者 田宗武 王前荣 康宵瑜 申哲娜 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期749-755,共7页

目前CO_2泡沫体系性能改善的方法包括:(1)表面活性剂分子结构优化,包括加强亲水基团、优化疏水基团和引入亲CO_2基团;(2)表面活性剂复配协同,包括阴/非离子表面活性剂复配、阴/两性离子表面活性剂复配和非/两性离子表面活性剂复配;(3)... 目前CO_2泡沫体系性能改善的方法包括:(1)表面活性剂分子结构优化,包括加强亲水基团、优化疏水基团和引入亲CO_2基团;(2)表面活性剂复配协同,包括阴/非离子表面活性剂复配、阴/两性离子表面活性剂复配和非/两性离子表面活性剂复配;(3)聚合物提高基液黏度,改善液膜黏弹性;(4)纳米颗粒改善泡沫气/液界面性质。本文就以上方面展开综述,介绍了研究进展、作用机制和存在问题,并对下一步研究进行了展望。 展开更多

关键词 CO2泡沫体系 起泡性 稳定性 表面活性剂复配 聚合物 纳米颗粒 综述

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