一本伊大人香蕉高清在线观看_亚洲av无码一区二区三区人_日日噜狠狠噜天天噜av_欧美va亚洲va国产综合

芬蘭Kibron專注表面張力儀測量技術,快速精準測量動靜態表面張力

熱線:021-66110810,66110819,66110690,13564362870 Email: info@vizai.cn

合作客戶/

拜耳公司.jpg

拜耳公司

同濟大學

同濟大學

聯合大學.jpg

聯合大學

寶潔公司

美國保潔

強生=

美國強生

瑞士羅氏

瑞士羅氏

當前位置首頁 > 新聞中心

溫度、鹽對辛基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽的油-水界面行為的影響(二)

來源:化工學報(bao) 瀏(liu)覽 69 次 發布(bu)時(shi)間(jian):2023-11-07

2模擬結果與分析


2.1界面(mian)性能


為考察OPES的界(jie)面行(xing)(xing)為及性(xing)能進行(xing)(xing)了8組對比模擬實驗,分別記作S20、S50、S80、S100、S120、S140、S160、S180,即(ji)通過(guo)改變(bian)表面活性(xing)劑(ji)的數量對比各個體系的各相密度、界(jie)面寬度、界(jie)面張(zhang)力以及界(jie)面聚(ju)集形態(tai)等界(jie)面行(xing)(xing)為,得(de)出OPES表面活性(xing)劑(ji)濃度對界(jie)面行(xing)(xing)為的影響以及變(bian)化趨勢等結論。


對比模擬(ni)實驗均(jun)在由(you)500個癸烷(wan)分(fen)子(zi)、5000個水分(fen)子(zi)構成的(de)油-水界(jie)面以及溫(wen)度(du)(du)為318 K的(de)條件下進行。所有體系(xi)在平(ping)衡后表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)的(de)親水基插入(ru)水相,親油基插入(ru)油相并(bing)且形成非(fei)常穩定(ding)的(de)界(jie)面。當表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)濃(nong)度(du)(du)不斷增(zeng)加(從S20到S160)時(shi)(shi)由(you)于單(dan)個表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)分(fen)子(zi)的(de)占有面積逐漸減(jian)少,分(fen)子(zi)的(de)排列呈由(you)分(fen)散變(bian)為緊湊的(de)趨勢。但當表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)數量增(zeng)大到180時(shi)(shi),部(bu)分(fen)分(fen)子(zi)開始脫離原(yuan)來(lai)平(ping)面,此時(shi)(shi)表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)濃(nong)度(du)(du)已(yi)達到飽和(he)狀(zhuang)態(tai)。這一過程的(de)界(jie)面張力變(bian)化如表(biao)(biao)1所示(shi)。


疏水(shui)尾鏈碳原(yuan)子序參數(order parameter,SCD)可以用(yong)來表示疏水(shui)尾鏈的有(you)序性

SCD可用(yong)式(shi)(1)來計算,θ代表(biao)Cn1-和(he)Cn1+原(yuan)子之間向量與界(jie)面(mian)垂直方向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度(du)(du)。圖3所示為上(shang)述8個(ge)體系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)序(xu)(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)曲(qu)線,對于每(mei)一條(tiao)序(xu)(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)曲(qu)線都隨著碳原(yuan)子序(xu)(xu)(xu)號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)序(xu)(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)逐漸增大(da),這(zhe)說明了疏水鏈末端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳原(yuan)子有序(xu)(xu)(xu)性(xing)更強。從圖中(zhong)還可以觀察到S20的(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲(qu)線幾乎水平,這(zhe)是由于OPES在界(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)過低其(qi)分子可以自由擺動。當表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)量從20增加(jia)到180時,SCD曲(qu)線不(bu)(bu)斷上(shang)升,這(zhe)說明隨著表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)(ji)數(shu)(shu)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)疏水鏈排列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有序(xu)(xu)(xu)性(xing)也在不(bu)(bu)斷增強。并且S160和(he)S180的(de)(de)(de)(de)(de)(de)序(xu)(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)曲(qu)線相當接近,這(zhe)表(biao)明此時表(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)已經(jing)達到界(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)飽和(he)濃(nong)(nong)度(du)(du)。


對于表(biao)面(mian)活性劑來(lai)說降低(di)界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)的能力(li)(li)是考察其性能好壞的重(zhong)要指標之一,下面(mian)通過(guo)考察不(bu)同體(ti)系的界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)和界(jie)(jie)面(mian)寬度(du)來(lai)進一步說明OPES的界(jie)(jie)面(mian)性能,如表(biao)1所示。對于界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)可(ke)以利(li)用式(2)來(lai)計算,其中LZ為(wei)盒子高(gao)度(du);Pxx、Pyy、Pzz分(fen)別為(wei)x、y、z方(fang)向的壓力(li)(li)。

表1不同表面活性劑(ji)濃度下體系界面張力(li)和界面寬度


從表(biao)(biao)(biao)(biao)1可以(yi)發現(xian)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑(ji)(ji)數(shu)(shu)量(liang)的增(zeng)(zeng)加(jia)使得(de)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)逐漸下降(jiang)(jiang)。其中當(dang)OPES數(shu)(shu)量(liang)由20增(zeng)(zeng)加(jia)到80時(shi),界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)值較(jiao)高,這(zhe)說明當(dang)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑(ji)(ji)濃度(du)(du)較(jiao)低時(shi)并不能起(qi)到很好(hao)(hao)的降(jiang)(jiang)低界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)的作用;隨(sui)(sui)著表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑(ji)(ji)數(shu)(shu)量(liang)進一(yi)步增(zeng)(zeng)加(jia)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)逐漸下降(jiang)(jiang),當(dang)OPES數(shu)(shu)量(liang)為(wei)(wei)180時(shi),達(da)到臨(lin)界(jie)(jie)(jie)(jie)飽和(he)狀態(tai),此時(shi)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)僅為(wei)(wei)3.85 mN·m-1,此變(bian)化規律與真實(shi)實(shi)驗規律相同。這(zhe)同時(shi)也說明辛基酚聚氧乙烯醚磺酸鹽可以(yi)很好(hao)(hao)地降(jiang)(jiang)低界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li),是一(yi)種性能優良的表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑(ji)(ji)。界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)用體系密度(du)(du)圖(tu)中表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑(ji)(ji)的密度(du)(du)曲線寬(kuan)(kuan)度(du)(du)來表(biao)(biao)(biao)(biao)示。隨(sui)(sui)著表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)(huo)性劑(ji)(ji)個數(shu)(shu)增(zeng)(zeng)加(jia)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)遞增(zeng)(zeng),起(qi)初界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia)速度(du)(du)較(jiao)快是因(yin)為(wei)(wei)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)OPES濃度(du)(du)過低并未飽和(he);當(dang)OPES數(shu)(shu)量(liang)達(da)到100~140時(shi),界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)僅有少(shao)量(liang)緩慢增(zeng)(zeng)加(jia)這(zhe)是由于此時(shi)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)正在逐漸接近飽和(he)狀態(tai)。隨(sui)(sui)著OPES的數(shu)(shu)量(liang)達(da)到160和(he)180時(shi),界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)寬(kuan)(kuan)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia)幅度(du)(du)變(bian)大,進一(yi)步驗證此時(shi)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)已達(da)到飽和(he)狀態(tai)。


本(ben)文提(ti)取體(ti)(ti)系(xi)(xi)穩定的(de)S80、S120進(jin)行分(fen)析,兩個體(ti)(ti)系(xi)(xi)的(de)各部分(fen)密度(du)圖(tu)如圖(tu)4所示。在平衡(heng)狀態下(xia)兩體(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)水的(de)平均(jun)密度(du)分(fen)別為989.86 kg·m-3、992.43 kg·m-3,與國際溫標(biao)318 K時水密度(du)990.2 kg·m-3值接近(jin);另(ling)外(wai),兩體(ti)(ti)系(xi)(xi)中(zhong)癸烷平均(jun)密度(du)為711.49 kg·m-3、710.72 kg·m-3,與真(zhen)實狀況下(xia)癸烷密度(du)711.2 kg·m-3值接近(jin),這表明(ming)模擬體(ti)(ti)系(xi)(xi)的(de)模型選擇、力場(chang)參數都(dou)是(shi)準確的(de),可以得出可靠結論。


在(zai)(zai)OPES結(jie)構中,有兩個(ge)親水(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)(ji)(ji)(ji)團分(fen)(fen)別為氧(yang)(yang)乙(yi)烯基(ji)(ji)(ji)(ji)(OG)、磺(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)(SDMSO),本(ben)文通過徑向分(fen)(fen)布函數(shu)(通常指的(de)是給定某個(ge)粒(li)子(zi)的(de)坐標(biao),其他粒(li)子(zi)在(zai)(zai)空間的(de)分(fen)(fen)布概(gai)率)來對比兩者與水(shui)(shui)(shui)(shui)之間的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)力(li)。圖5為表面(mian)活性劑中氧(yang)(yang)乙(yi)烯基(ji)(ji)(ji)(ji)和磺(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)與水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)中氫原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)徑向分(fen)(fen)布函數(shu)、。由(you)圖可(ke)知(zhi),(r)曲(qu)線第(di)(di)(di)1個(ge)峰(feng)值(zhi)出現在(zai)(zai)0.306處(chu),這表明(ming)磺(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)中的(de)氧(yang)(yang)原(yuan)(yuan)子(zi)與水(shui)(shui)(shui)(shui)g中的(de)氫原(yuan)(yuan)子(zi)之間較強的(de)氫鍵作(zuo)(zuo)用(yong)形(xing)成(cheng)了第(di)(di)(di)1水(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng);在(zai)(zai)距離為0.458時,出現第(di)(di)(di)2個(ge)峰(feng)值(zhi),數(shu)值(zhi)有所(suo)下降,這表示逐漸減(jian)小的(de)氫鍵作(zuo)(zuo)用(yong)形(xing)成(cheng)了第(di)(di)(di)2水(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng);第(di)(di)(di)3水(shui)(shui)(shui)(shui)層(ceng)形(xing)成(cheng)在(zai)(zai)0.688處(chu),此時磺(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)與水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)進(jin)一步減(jian)弱(ruo),但3處(chu)的(de)峰(feng)值(zhi)均(jun)遠(yuan)(yuan)大于(yu)氧(yang)(yang)乙(yi)烯基(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)峰(feng)值(zhi)。這表明(ming)磺(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)與水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)力(li)遠(yuan)(yuan)高于(yu)氧(yang)(yang)乙(yi)烯基(ji)(ji)(ji)(ji),所(suo)以磺(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)為辛基(ji)(ji)(ji)(ji)酚聚氧(yang)(yang)乙(yi)烯醚(mi)磺(huang)酸(suan)(suan)鹽結(jie)構中的(de)主要親水(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)(ji)(ji)(ji)團。

圖4 S80、S120平(ping)衡(heng)狀態下各部(bu)分密度分布(bu)

圖5 S80中(zhong)(zhong)表面活性劑中(zhong)(zhong)親水(shui)基團與(yu)水(shui)中(zhong)(zhong)氫(qing)原子(zi)之間(jian)的(de)徑向分(fen)布函數


2.由于采油環境(jing)日益嚴苛,一(yi)些表(biao)面活性(xing)劑(ji)在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)條件下(xia)與水之間(jian)的(de)氫鍵(jian)易斷(duan)裂,使得其親水性(xing)能大(da)幅降低,因此抗高(gao)(gao)溫(wen)性(xing)能是考察表(biao)面活性(xing)劑(ji)好壞的(de)重要(yao)指(zhi)標之一(yi)。


本文選取4組(zu)對比模擬實驗,保持表面活性劑數(shu)量為(wei)80不(bu)變(bian),控制(zhi)溫度分別為(wei)318、343、358、373 K,記作S80T318、S80T343、S80T358、S80T373。


表(biao)(biao)2通(tong)過(guo)(guo)界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)、表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)與(yu)水的氫鍵數(shu)量、勢(shi)能3組(zu)(zu)數(shu)據(ju)對比得出表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)的界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)隨著溫度升高而降低的結論。數(shu)據(ju)表(biao)(biao)明在(zai)4組(zu)(zu)模(mo)擬(ni)實(shi)驗過(guo)(guo)程中,界(jie)面(mian)(mian)的寬度并沒有發生改變。因此界(jie)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)下降的主(zhu)要原(yuan)因是由于OPES勢(shi)能的降低導致(zhi)分子之(zhi)間的作(zuo)用力(li)也(ye)隨之(zhi)降低。


2溫度對癸烷+水+OPES體系油-水界面張(zhang)力的(de)影(ying)響


另一(yi)個(ge)值得注意的(de)(de)改變是雖然隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)升高(gao)OPES與水之間的(de)(de)氫鍵有(you)微量的(de)(de)下降但并沒有(you)達到濁點,況(kuang)且磺(huang)酸基具有(you)良好的(de)(de)親(qin)水性,因(yin)此(ci),OPES并沒有(you)因(yin)為溫(wen)(wen)度(du)升高(gao)而失(shi)效(xiao),反而能提高(gao)其在(zai)油-水界面(mian)的(de)(de)性能。

表2不同(tong)溫度下各體系(xi)的界面性能


2.3鹽對癸烷(wan)+水+OPES體系油(you)-水界面(mian)張力(li)的(de)影響


大量(liang)數據表(biao)明,在高鹽(yan)(yan)油(you)(you)藏表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑的(de)(de)(de)化(hua)學穩定性(xing)易受到影(ying)響,其(qi)結構可能受到改變或破壞進而影(ying)響石油(you)(you)采收(shou)率。石油(you)(you)磺酸鹽(yan)(yan)、烷基(ji)苯磺酸鹽(yan)(yan)等表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑在高鹽(yan)(yan)度的(de)(de)(de)環境下(xia)極易失去活性(xing)。因(yin)此,表(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑是否具有良(liang)好的(de)(de)(de)抗(kang)鹽(yan)(yan)性(xing)能顯得尤為重要。對于辛基(ji)酚聚(ju)氧乙烯(xi)醚磺酸鹽(yan)(yan)從結構上來說其(qi)具有的(de)(de)(de)磺酸基(ji)結構應使其(qi)有良(liang)好的(de)(de)(de)耐鹽(yan)(yan)性(xing)能。


本文選取5組對(dui)比模擬(ni)實驗(yan),保持OPES數量為80、溫度為318 K不變(bian),分(fen)別(bie)向體(ti)系內加入1%、2%、3%、4%、5%的(de)NaCl溶(rong)液(ye),記作(zuo)S80Na1、S80Na2、S80Na、S80Na4、S80Na5。圖6所示為S80Na2體(ti)系在(zai)(zai)平衡(heng)狀(zhuang)態下界面狀(zhuang)態,其中(zhong)藍色小(xiao)球為Na+。Na+幾乎全部分(fen)散于水(shui)相中(zhong),在(zai)(zai)表面活(huo)性劑附近(jin)的(de)分(fen)布很少,因此可以初步確定鹽對(dui)表面活(huo)性劑的(de)影響(xiang)較小(xiao),辛(xin)基(ji)酚聚氧(yang)乙烯醚磺酸鹽具有(you)抗(kang)鹽性。


為進(jin)一步確(que)定OPES的(de)(de)耐鹽性能,可(ke)以(yi)再通過不(bu)同體系(xi)平衡狀(zhuang)態(tai)時相應(ying)的(de)(de)界面張(zhang)力和氫鍵數量來討(tao)論,相關(guan)數據如表3所(suo)示。

表(biao)3不同濃(nong)度Na+溶液體(ti)系(xi)界面張力以(yi)及OPES與H2O的(de)氫鍵數量


模擬(ni)數據顯示(shi),隨著(zhu)NaCl濃度的升(sheng)高,表(biao)面活(huo)(huo)性劑(ji)在油水(shui)界面的界面張力僅有(you)小幅升(sheng)高,這是由于(yu)體系中不(bu)斷加(jia)(jia)入NaCl使(shi)得(de)(de)OPES更加(jia)(jia)親(qin)油,使(shi)得(de)(de)部分(fen)表(biao)面活(huo)(huo)性劑(ji)分(fen)子(zi)向(xiang)油相中躍(yue)遷。另外,氫(qing)鍵(jian)數量(liang)(liang)有(you)少量(liang)(liang)下(xia)降這是由于(yu)在體系不(bu)斷添加(jia)(jia)Na+、Cl-過程中,替換了水(shui)相中的水(shui)分(fen)子(zi)使(shi)得(de)(de)水(shui)分(fen)子(zi)數量(liang)(liang)減少從而影響了氫(qing)鍵(jian)數量(liang)(liang)。


圖7中顯示了在不同NaCl濃(nong)(nong)度的(de)體系中,磺酸(suan)基中的(de)氧原子與(yu)水中氫(qing)原子的(de)徑向分布(bu)gOS-HW(r),可以看出其(qi)峰值并沒有因為NaCl濃(nong)(nong)度的(de)增(zeng)加而發生很(hen)大(da)改變,這更能說明陽離(li)子并不能對表(biao)面活性劑的(de)性能造成影響。

圖(tu)7在不(bu)同Na+濃度體系中磺酸基中的氧(yang)原(yuan)子與水中氫原(yuan)子的徑向分布函數(shu)


下(xia)面同樣通過疏(shu)水(shui)鏈(lian)(lian)碳(tan)原(yuan)子序(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)(shu)的變(bian)化來進(jin)一步(bu)驗證OPES的抗鹽性(xing)。從(cong)圖8中可以看出,在(zai)同一體系(xi)中隨著(zhu)碳(tan)原(yuan)子的增(zeng)加(jia)序(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)(shu)值增(zeng)大,這說明(ming)越接近疏(shu)水(shui)尾(wei)鏈(lian)(lian)的末端的碳(tan)原(yuan)子有序(xu)(xu)性(xing)越好。同時,對于(yu)NaCl濃(nong)度為1%、3%、4%、5%的體系(xi),疏(shu)水(shui)尾(wei)鏈(lian)(lian)碳(tan)原(yuan)子的序(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)(shu)并未(wei)發生(sheng)太(tai)大改變(bian),NaCl濃(nong)度為2%時其序(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)(shu)值還要大于(yu)1%時的序(xu)(xu)參(can)數(shu)(shu)(shu)值,這說明(ming)在(zai)濃(nong)度為2%的NaCl溶液中疏(shu)水(shui)鏈(lian)(lian)碳(tan)原(yuan)子間(jian)的相(xiang)互作用(yong)力(li)最強。


提取(qu)2%NaCl濃度時體(ti)系的(de)疏水尾鏈碳(tan)原子序參數(shu)與同濃度的(de)CaCl2體(ti)系進行對比(bi)(bi),對比(bi)(bi)結果(guo)如圖9所示。在CaCl2溶(rong)液中疏水鏈碳(tan)原子的(de)SCD值(zhi)明(ming)顯高(gao)于無鹽(yan)溶(rong)液以及2%的(de)NaCl溶(rong)液中的(de)SCD值(zhi),因此(ci),在Ca2+的(de)環境(jing)下碳(tan)原子的(de)擺動空間與靈活性要(yao)小于在Na+的(de)環境(jing)中。

圖8不同Na+濃(nong)度下疏水(shui)尾鏈(lian)碳原子(zi)序參數

圖9在不(bu)同離子溶液(ye)中疏水鏈碳(tan)原(yuan)子的序參數


圖10中(zhong)(zhong)曲線分(fen)別(bie)代表在(zai)2%NaCl溶液(ye)、2%CaCl2溶液(ye)中(zhong)(zhong)磺(huang)酸基中(zhong)(zhong)的氧原子與水中(zhong)(zhong)氫(qing)原子之間的徑向分(fen)布函數,如圖所示(shi)兩條曲線的峰值并(bing)未有(you)太大差(cha)別(bie),這說明OPES對Na+、Ca2+都有(you)很好(hao)的抗鹽性。


進一(yi)步分析OPES對(dui)Na+、Ca2+抗鹽性(xing)的(de)差(cha)別,考察了磺酸基中的(de)氧原(yuan)子與Na+、Ca2+的(de)徑(jing)向(xiang)分布(bu)函(han)數,如圖11所示。圖中兩曲線的(de)峰(feng)(feng)值出(chu)現較(jiao)(jiao)大差(cha)距,其(qi)中Na+曲線的(de)峰(feng)(feng)值明(ming)顯小(xiao)于Ca2+曲線的(de)峰(feng)(feng)值,這(zhe)表明(ming)親水(shui)基團與Na+的(de)作用較(jiao)(jiao)小(xiao),也就是說Na+對(dui)OPES的(de)性(xing)質影(ying)響較(jiao)(jiao)小(xiao)。因此,辛基酚聚氧乙(yi)烯醚(mi)磺酸鹽的(de)抗鹽性(xing)順序為Na+>Ca2+,與對(dui)序參數所做(zuo)的(de)分析結(jie)論相同。

圖10在不同離(li)子(zi)溶液中(zhong)磺(huang)酸基(ji)中(zhong)的氧原(yuan)子(zi)與水中(zhong)氫(qing)原(yuan)子(zi)的徑向分布函數

圖11磺(huang)酸基(ji)中的氧原(yuan)子(zi)與不同離(li)子(zi)之間的徑(jing)向分布(bu)函數


3結論


(1)分子動力學模(mo)擬可以準確模(mo)擬辛基(ji)酚聚氧乙烯(xi)醚磺(huang)酸鹽在(zai)油-水界面(mian)的界面(mian)行(xing)為及性能。


(2)辛基酚聚氧乙烯醚磺(huang)酸鹽可以大幅(fu)降(jiang)低油-水界(jie)面的界(jie)面張力。


(3)辛基(ji)酚聚氧乙烯醚磺酸(suan)鹽中磺酸(suan)基(ji)為其主要親水基(ji)團且(qie)疏水鏈尾端(duan)碳原(yuan)子有序性較好。


(4)辛基酚聚(ju)氧(yang)乙烯醚(mi)磺(huang)酸鹽在溫度為318~373 K時(shi)界(jie)面張力(li)隨溫度升(sheng)高而減小(xiao),具有良好的抗高溫性能(neng)。


(5)辛基酚聚氧乙烯醚磺(huang)酸鹽(yan)在Na+濃度為1%~5%的(de)高鹽(yan)條件下(xia)性質(zhi)穩定,界面(mian)張力僅有小幅增加,并(bing)且其對(dui)(dui)Na+的(de)耐鹽(yan)性好(hao)于對(dui)(dui)Ca2+的(de)耐鹽(yan)性。