關(guān)鍵詞： 電聲法 非水電導(dǎo)率 多孔材料吸附 表面活性劑   DT-330/DT-700

在近一期的《膠體與界面科學(xué)雜志》上公布了世界膠體科學(xué)家、美國(guó)分散技術(shù)公司（DT）CEO Andrei Dukhin博士新的研究成果：用電導(dǎo)率測(cè)定多孔材料對(duì)非極性液體中的表面活性劑的吸附特性 （見(jiàn)Journal of Colloid and Interface Science 531 (2018) 523–532），宣告了一種新的多孔材料吸附測(cè)定方法的誕生！

以來(lái)，多孔材料的吸附研究都局限于氣體吸附，而對(duì)液體吸附的研究，尤其是定量吸附研究鮮有報(bào)道。美國(guó)DT公司的杜坎博士（Dr. Dukhin）團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)13年的艱苦探索，建立起了一種的簡(jiǎn)單方法，用以研究油中的表面活性劑吸附到多孔材料中。

他們假設(shè)，表面活性劑在非極性液體中引起電離，使這種液體可導(dǎo)電，其電導(dǎo)率是表面活性劑濃度的線性函數(shù)。因此，電導(dǎo)率的測(cè)量可以用作監(jiān)測(cè)表面活性劑濃度的工具。

他們提出了一個(gè)該吸附過(guò)程初始階段的簡(jiǎn)單理論模型，測(cè)試其預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了所有理論預(yù)測(cè)的趨勢(shì)，包括定性和定量。該方法可用于認(rèn)識(shí)在采油過(guò)程中表面活性劑在巖層中的行為，優(yōu)化表面活性劑濃度和分析化學(xué)組成。

表面活性劑廣泛應(yīng)用于提高原油采收率。它們可以改變巖層的潤(rùn)濕性，使它們從被油浸潤(rùn)變?yōu)楸凰?rùn)，利用油/水重力排水使油的置換成為可能。該方法的建立不僅能使我們根據(jù)其組成為特定的巖石地層選擇合適的表面活性劑，而且還可以選擇理想的表面活性劑濃度。

該方法的意義在于用成本較低的非水電導(dǎo)率隨時(shí)間的衰減速率即可判斷在油中多孔材料（如巖層）對(duì)表面活性劑的吸附濃度和吸附平衡。模型實(shí)驗(yàn)僅需要依靠DT-330多功能電聲譜分析儀測(cè)定多孔材料的孔隙率，平均粒徑和非水電導(dǎo)率，甚至僅需要DT-700非水電導(dǎo)率測(cè)定儀（如果其它參數(shù)已知）即可。

在甲苯-Span 20混合液中加入2% （重量）的多孔硅膠后電導(dǎo)率隨時(shí)間的變化。

• 在電導(dǎo)率達(dá)到平衡后，再添加兩次SPAN 20到混合液中（每次各1 g）。
• 在該飽和階段加入表面活性劑會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率急劇增加，電導(dǎo)率的第二臺(tái)階緩慢下降。第二次飽和電平超過(guò)次飽和電平。這反映了孔道逐漸充滿(mǎn)表面活性劑的過(guò)程。
• 第三次添加表面活性劑僅導(dǎo)致電導(dǎo)率非常小的增加，因?yàn)榭?/span>道顯然已經(jīng)幾乎被表面活性劑SPAN 20填滿(mǎn)。?

理論和實(shí)驗(yàn)均已證明：在所述吸附過(guò)程的早期階段，歸一化電導(dǎo)率的對(duì)數(shù)是時(shí)間的線性函數(shù)；電導(dǎo)率這種隨時(shí)間線性下降的速率與多孔材料的顆粒大小成反比；與顆粒的孔隙率成正比；與顆粒的體積分?jǐn)?shù)成正比；與孔徑無(wú)關(guān)。

在2005年，通過(guò)探索非離子表面活性劑對(duì)非極性液體的電離，Dukin和Goetz開(kāi)始了這項(xiàng)研究。Parlia 和 Dukhin繼續(xù)這項(xiàng)工作，并發(fā)表了幾篇關(guān)于非極性液體電化學(xué)的論文。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，其他既親水又親油的兩親物質(zhì)如醇，也能誘導(dǎo)非極性液體的電離。他們已經(jīng)擴(kuò)展了這項(xiàng)工作，包括用離子化非極性液體飽和多孔材料，并開(kāi)發(fā)了一個(gè)理論模型，以更好地研究這種系統(tǒng)。

該方法的建立為我國(guó)石油工業(yè)的第三次采用工藝的優(yōu)化提供了一個(gè)簡(jiǎn)便易行的解決方案。

          DT-330 多功能zeta電位、電導(dǎo)率和孔隙率分析儀             DT-700 非水電導(dǎo)率測(cè)定儀

      美國(guó)分散科技公司（DTI）成立于1996年，享有7項(xiàng)美國(guó)，在ISO參與組織超聲法粒度分布標(biāo)準(zhǔn)和電聲法測(cè)量Zeta電位標(biāo)準(zhǔn)的制定。DT-330曾獲得2013年中國(guó)科學(xué)儀器行業(yè)備受關(guān)注國(guó)外儀器獎(jiǎng)。利用DT系列儀器,我們能夠分析：

• 濃漿中粒度分布               
• 濃漿Zeta電位
• 膜和多孔材料的表面Zeta電位
• 等電點(diǎn)
• 孔隙率
• 體積流變學(xué)
• 表面活性劑優(yōu)化
• 表面活性劑配伍優(yōu)化
• 非水相和水相電導(dǎo)率
• 微流變
• 表面電荷和表面電導(dǎo)率
• 德拜長(zhǎng)度
• 固體含量