本發(fā)明屬于油氣田化學(xué)劑，具體涉及一種碳點穩(wěn)定的具有ph響應(yīng)性pickering乳液及制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國石油資源的不斷開發(fā)，如何設(shè)計乳化劑來穩(wěn)定乳液，以提高其采收率越來越受到人們的重視。開采后期將穩(wěn)定乳液進(jìn)行破乳，來進(jìn)行原油回收同樣是值得關(guān)注的重要一步。當(dāng)使用傳統(tǒng)表面活性劑作為乳化劑時，由于儲層溫度、壓力、鹽度等的影響，乳液的穩(wěn)定性會大大降低，并且難以實現(xiàn)響應(yīng)性破乳。以修飾有響應(yīng)型基團的納米顆粒為乳化劑制備的pickering乳液，具有良好的穩(wěn)定性和刺激響應(yīng)性，可以大幅提高原油的采收率并且解決破乳困難的問題。碳點作為納米顆粒，具有優(yōu)異的光電性能、良好的水溶性、低毒性、優(yōu)異的生物相容性等特殊性能，在環(huán)境監(jiān)測、光催化、能量轉(zhuǎn)換器件、生物成像、納米醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為此，本文設(shè)計并合成了具有ph響應(yīng)性的碳點乳化劑，用其制備乳液并研究體系的穩(wěn)定性及響應(yīng)性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其通過制備碳點并在其上修飾一種具備ph響應(yīng)性的表面活性劑，來穩(wěn)定pickering乳狀液，為稠油集輸、乳液聚合、提高采收率等化工領(lǐng)域提供一定的借鑒作用。

2、其技術(shù)解決方案包括：

3、1、一種新型ph響應(yīng)型pickering乳化劑的制備方法，包括以下步驟：

4、(一)通過溶劑熱法合成合適尺寸的碳點納米顆粒，具體制備流程如下：

5、(1)稱取3.15g檸檬酸，置于圓底燒瓶中。向圓底燒瓶內(nèi)依次加入去離子水和乙二胺，超聲攪拌1h使其完全溶解。

6、(2)將液體轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)。待液體冷卻后離心去除大分子難溶性物質(zhì)獲得碳點粗產(chǎn)物。

7、(3)將碳點粗產(chǎn)物透析72h，放到冷凍干燥機中進(jìn)行干燥得到碳點(cds)。

8、(二)將氨基基團修飾到cds表面，得到cds-nh2。

9、(1)取0.1gcds-nh2納米顆粒于圓底燒瓶內(nèi)，向圓底燒瓶中加入80ml無水乙醇，超聲20min。

10、(2)向圓底燒瓶中加入300μl?3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，并放入油浴鍋中加熱攪拌10h，加熱溫度設(shè)置為70℃。

11、(3)反應(yīng)結(jié)束后，離心收集cds-nh2納米顆粒，并用無水乙醇清洗三次，然后將cds-nh2納米顆粒放入真空烘箱中保溫12h烘干。

12、(三)疏水基團修飾得到ph響應(yīng)性碳點乳化劑(cds-r)，具體制備流程如下：

13、(1)稱取步驟三中所得氨基改性的cds-nh2納米顆粒與肉桂醛以一定比例在甲醇中混合。

14、(2)反應(yīng)結(jié)束后，離心收集cds-r納米顆粒，并用無水乙醇清洗三次，然后將cds-r納米顆粒放入真空烘箱中保溫12h烘干。

15、(四)pickering乳液制備

16、(1)將步驟三所得cds-r納米顆粒加入到一定比例的油水兩相中，通過渦旋震蕩儀在一定頻率下震蕩乳化，即得。

17、進(jìn)一步的，步驟(一)(3)中，透析袋規(guī)格為mw3500。

18、進(jìn)一步的，步驟(一)(3)中，冷凍干燥時間為24h。

19、進(jìn)一步的，步驟(一)(4)中，制備所得的cds納米顆粒的粒徑為3nm-5nm。

20、進(jìn)一步的，步驟(二)(1)中，超聲功率為750w。

21、進(jìn)一步的，步驟(二)(3)中，離心速度為10000r/min，離心三次，每次時間為10min。

22、進(jìn)一步的，步驟(四)(1)中，渦旋震蕩儀在4000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切6min后靜置。

23、進(jìn)一步的，步驟(四)(1)中，油相與水相的比例分別為3：1、2：1、1：1、1：2、1：3，乳化劑濃度按照在水相中的濃度計算。

24、進(jìn)一步的，步驟(四)(1)中，油相為甲苯、正庚烷或石蠟油，pickering乳狀液中油相的體積分?jǐn)?shù)為50％。

25、本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

26、(1)本發(fā)明實驗條件簡單，整體產(chǎn)物容易制備，成本低廉。

27、(2)表面改性后的碳點納米顆粒對pickering乳液穩(wěn)定性好。

28、(3)本發(fā)明針對pickering乳液形成的ph刺激響應(yīng)，響應(yīng)靈敏，響應(yīng)條件好控制，易于實現(xiàn)乳化-破乳。

技術(shù)特征：

1.一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(一)(2)中，反應(yīng)溫度為200℃，反應(yīng)時間為5h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(一)(3)中，透析袋規(guī)格為mw3500，透析時間為72h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(二)(1)中，加入的無水乙醇的體積為30ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(二)(3)中，離心速度為10000r/min，離心三次，每次時間為10min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(三)(1)中，修飾碳點的疏水基團為肉桂醛。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(四)(1)中，cds-r納米顆粒的平均粒徑為3-5nm，以水相為基準(zhǔn)使用濃度為0.1％～0.5％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(四)(1)中，pickering乳液中油水兩相的比例分別為3：1、2：1、1：1、1：2、1：3，乳化劑濃度為0.3％，按照在水相中的濃度計算。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳點基ph響應(yīng)型pickering乳液的制備方法，其特征在于：所述步驟(四)(1)中，渦旋震蕩儀在4000rpm轉(zhuǎn)速下乳化6分鐘。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種碳點基pH響應(yīng)型Pickering乳液的制備方法，屬于油氣田化學(xué)劑技術(shù)領(lǐng)域。制備方法包括：首先采用溶劑熱法制備碳點(CDs)納米顆粒，并利用水解反應(yīng)修飾氨基進(jìn)行初步疏水改性，最后進(jìn)行疏水基團的修飾形成具有pH響應(yīng)性的兩親性Pickering乳化劑，加入到一定比例的油水兩相中，通過渦旋震蕩儀在一定轉(zhuǎn)速下乳化，即得。本發(fā)明乳狀液不僅具有良好的穩(wěn)定性，當(dāng)乳狀液不再需要保持穩(wěn)定狀態(tài)時，可以在不同pH環(huán)境下實現(xiàn)乳化?破乳，并可循環(huán)3次以上。本發(fā)明制作的Pickering乳化劑方法綠色環(huán)保、制備方法簡單、具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和pH響應(yīng)性等特點，具有推廣應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：孫霜青,范俊杰,張?zhí)旌?br/>受保護的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9