一种改性MoS2纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种改性MoS2纳米材料及其制备方法。该改性MoS2纳米材料为烷基胺链接枝于亲水MoS2纳米片表面。该制备方法包括：将亲水MoS2纳米片加入烷基胺化合物的有机溶液中搅拌，得到的沉淀即为所述改性MoS2纳米材料；每100mL有机溶液中，亲水MoS2纳米片的量为1‑10g，烷基胺化合物的量0.1‑5g。本发明专利技术还提供了一种包含改性MoS2纳米材料的纳米流体以及用于制备改性MoS2纳米材料的亲水MoS2纳米片及其制备方法。本发明专利技术提供的改性MoS2纳米材料能以较低浓度配成纳米流体即驱油剂溶液应用于石油工业三次采油，极大的减少了三次过程中的环境污染，降低了开采成本，提高了石油采收率。

【技术实现步骤摘要】
一种改性MoS2纳米材料及其制备方法
本专利技术涉及一种纳米材料及其制备方法，尤其涉及一种改性MoS2(二硫化钼)纳米材料及其制备方法。
技术介绍
根据国际能源机构的预测，未来全球石油需求增长依然强劲。目前的石油价格不断攀升，亟需寻找一种可行的途径来提高石油生产的可行性和经济性。石油开采过程一般分为三个阶段，一次采油阶段主要依靠地层自身能量驱动石油在地下的流动；随着地层能量的降低，需要在地面向油层注盐的水溶液(或气体等)将石油驱出，称为二次采油，一次采油阶段和二次采油阶段大约一共可开采40％的油。三次采油是指通过向地下注入化学物质(例如聚合物，二氧化碳和表面活性剂)驱出剩余原油的采油方法。三次采油是减缓多数油田衰老速度、维持原油产量，提高石油开采率的重要阶段，然而开采过程存在环境污染、成本高等问题一直是限制三次采油阶段发展的重要障碍。现有技术中公开了将纳米流体或诸如CO2，N2的气体作为EOR剂(enhanceoilrecoveryagents)注入储层中以采收残余油的方案。纳米流体根据储层条件可采用表面活性剂，聚合物，泡沫，纳米颗粒或其组合。表面活性剂和聚合物可以通过改变润湿性，界面张力或油的粘度来采收残余油。然而为了获得高的油采收率(例如20％左右)，这些试剂需要以较高的量使用，而且使用后在岩石上的吸附而可能改变储层性质，因此，现有表面活性剂和聚合物类纳米流体在石油采收过程中存在成本高，环境污染等问题。现有技术中还公开了使用金属氧化物基纳米颗粒在三次采油阶段进行剩余油的开采的方案(HendraningratL，LiS，TorscterO.Acorefloodinvestigationofnanofluidenhancedoilrecovery.J.Pet.Sci.Eng.,2013，111：128-138)，然而其石油采收率低于5％。如何在三次采油阶段中提供一种材料，减少石油开采过程的环境污染，降低开采成本，同时具有高的石油采收率成为有待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于采油特别是三次采油的改性纳米材料。该改性纳米材料用于驱油时，石油采收率较高，且用量较小开采成本较低，开采过程对环境的污染较小。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种改性MoS2纳米材料，该改性MoS2纳米材料为烷基胺链接枝于亲水MoS2纳米片表面的纳米材料。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，烷基胺链的结构式为-CnH2n-NH2，CnH2n既可以为直链也可以包含支链。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，改性MoS2纳米材料具有两亲性。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，在上述改性MoS2纳米材料中，烷基胺链包含碳原子数为4-18的烷基胺链中的一种或两种以上的组合；更优选地，烷基胺链包含丁胺链、辛胺链、十二烷胺链中的一种或两种以上的组合。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，改性MoS2纳米材料为纳米级片材；更优选地，改性MoS2纳米材料的厚度为1nm-1.5nm，长度为50nm-100nm，宽度为50nm-100nm。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，在上述改性MoS2纳米材料中，亲水MoS2纳米片为1T-MoS2。根据本专利技术的具体实施方式，优选地，改性MoS2纳米材料通过烷基胺化合物对亲水MoS2纳米片改性得到；更优选地，烷基胺化合物包含碳原子数为4-18的烷基胺化合物中的一种或两种以上的组合；进一步优选地，烷基胺化合物包含丁胺、辛胺和十二烷胺中的一种或两种以上的组合。上述改性MoS2纳米材料用于三次采油阶段，可降低油水界面张力，有利于将油从岩层中分离出来，从而具有非常高的石油采收率，同时减小开采成本，降低开采过程对环境的污染。本专利技术还提供了一种上述改性MoS2纳米材料的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：将亲水MoS2纳米片加入烷基胺化合物的有机溶液中反应，得到的沉淀即为改性MoS2纳米材料；其中，每100mL有机溶剂中，亲水MoS2纳米片的量为1-10g，烷基胺化合物的量0.1-5g；其中，有机溶剂为烷基胺化合物的有机溶液中包含的有机溶剂。在上述改性MoS2纳米材料的制备方法中，优选地，所述反应在搅拌状态下进行；更优选地，所述搅拌的转速为50-200rpm。在上述改性MoS2纳米材料的制备方法中，优选地，所述反应在室温下进行，更优选地，所述反应在25℃下进行。在上述改性MoS2纳米材料的制备方法中，优选地，所述反应的时间为6-15小时。在上述改性MoS2纳米材料的制备方法中，优选地，烷基胺化合物包含碳原子数为4-18的烷基胺化合物中的一种或两种以上的组合；更优选地，烷基胺化合物包含丁胺、辛胺和十二烷胺中的一种或两种以上的组合。在上述改性MoS2纳米材料的制备方法中，优选地，烷基胺化合物的有机溶液为烷基胺化合物的无水乙醇或甲苯溶液。在上述改性MoS2纳米材料的制备方法中，优选地，还包括将获得的沉淀(可选的，在该沉淀冷却到室温后，例如25℃左右)，用水和乙醇(例如，各1L)洗涤，然后干燥(例如50-80℃下干燥6-12小时左右)，以获得改性MoS2纳米材料。在一个具体实施方式中，上述改性MoS2纳米材料的制备方法包括以下步骤：1)将Mo源，S源以及还原剂加入水中获得反应混合物；2)将上述反应混合物在压力1-5bar、温度150-250℃条件下，以100-500rpm的转速搅拌6-15小时进行反应，获得的沉淀即为亲水MoS2纳米片；3)将步骤2)获得的上述亲水MoS2纳米片加入烷基胺化合物的有机溶液中，25℃下以50-200rpm的转速搅拌6-15小时进行反应，收集反应获得的沉淀即为改性MoS2纳米材料；其中，每100mL有机溶剂中，亲水MoS2纳米片的量为1-10g，烷基胺化合物的量为0.1-5g，其中，有机溶剂为烷基胺化合物的有机溶液中包含的有机溶剂；在上述具体实施方式中，进一步地，在步骤1)中，每100mL水中，Mo源的量可为30-80mmol(此处Mo源的量是以Mo原子的量计)，S源的量可为30-160mmol(此处S源的量是以S原子的量计)，还原剂的量可为0.8-1mol。在上述具体实施方式中，进一步地，步骤3)可还包括将获得的沉淀(可选的，在该沉淀冷却到室温后，例如25℃左右)，用水和乙醇(例如，各1L)洗涤，然后干燥(例如50-80℃下干燥6-12小时左右)，以获得改性MoS2纳米材料。在上述具体实施方式中，进一步地，烷基胺化合物的有机溶液通常为烷基胺化合物的无水乙醇或甲苯溶液。在上述具体实施方式中，进一步地，Mo源可包含钼酸铵、五氯化钼和氧化钼中的一种或两种以上的组合；S源可包含磺酸钠、硫氰酸钾和硫代乙酰胺中的一种或两种以上的组合；还原剂可还包含硼氢化钾、盐酸羟胺和三基硅烷中的一种或两种以上的组合。本专利技术提供的改性MoS2纳米材料优选采用上述改性MoS2纳米材料的制备方法制备得到。本专利技术还提供了一种纳米流体，该纳米流体通过将上述改性MoS2纳米材料与稳定剂在盐的水溶液或去离子水中混合获得。在上述纳米流体中，优选地，每100mL盐的水溶液或去离子水中，改性MoS2纳米材料的质量为50-1000ppm，稳定剂的质量为20-1000ppm。在上述纳米流体中，优选地，盐的水溶液的浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性MoS2纳米材料，其中，该改性MoS2纳米材料为烷基胺链接枝于亲水MoS2纳米片表面的纳米材料；优选地，烷基胺链的结构式为‑CnH2n‑NH2；优选地，该改性MoS2纳米材料具有两亲性。

【技术特征摘要】
1.一种改性MoS2纳米材料，其中，该改性MoS2纳米材料为烷基胺链接枝于亲水MoS2纳米片表面的纳米材料；优选地，烷基胺链的结构式为-CnH2n-NH2；优选地，该改性MoS2纳米材料具有两亲性。2.根据权利要求1所述的改性MoS2纳米材料，其中，所述烷基胺链包含碳原子数为4-18的烷基胺链中的一种或两种以上的组合；优选地，所述烷基胺链包含丁胺链、辛胺链、十二烷胺链中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的改性MoS2纳米材料，其中，所述改性MoS2纳米材料为纳米级片材；优选地，所述改性MoS2纳米材料的厚度为1nm-1.5nm，长度为50nm-100nm，宽度为50nm-100nm。4.根据权利要求1所述的改性MoS2纳米材料，其中，所述亲水MoS2纳米片为1T-MoS2。5.根据权利要求1所述的改性MoS2纳米材料，其中，所述改性MoS2纳米材料通过烷基胺化合物对亲水MoS2纳米片改性得到；优选地，所述烷基胺化合物包含碳原子数为4-18的烷基胺化合物中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述烷基胺化合物包含丁胺、辛胺和十二烷胺中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求5所述的改性MoS2纳米材料，其中，所述烷基胺化合物对亲水MoS2纳米片改性通过包含以下步骤的方法实现：将亲水MoS2纳米片加入烷基胺化合物的有机溶液中反应，得到的沉淀即为所述改性MoS2纳米材料；其中，每100mL有机溶剂中，所述亲水MoS2纳米片的量为1-10g，所述烷基胺化合物的量0.1-5g；其中，有机溶剂为烷基胺化合物的有机溶液中包含的有机溶剂；优选地，所述反应在搅拌状态下进行；更优选地，所述搅拌的转速为50-200rpm；优选地，所述反应在室温下进行，更优选地，所述反应在25℃下进行；优选地，所述反应的时间为6-15小时；优选地，所述烷基胺化合物的有机溶液为所述烷基胺化合物的无水乙醇或甲苯溶液。7.根据权利要求1所述的改性MoS2纳米材料，其中，所述亲水MoS2纳米片通过包含以下步骤的制备方法制备得到：1)将Mo源，S源以及还原剂加入水中获得反应混合物；2)将所述反应混合物在压力1-5bar、温度150-250℃条件下反应6-15小时，获得的沉淀即为所述亲水MoS2纳米片；优选地，所述Mo源包含钼酸铵、五氯化钼、氧化钼中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述Mo源为氧化钼；优选地，所述S源包含磺酸钠、硫氰酸钾、硫代乙酰胺中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述S源为硫氰酸钾；优选地，所述还原剂包含硼氢化钾、盐酸羟胺、三基硅烷、酰胺基物质中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述还原剂为硼氢化钾；优选地，在步骤1)中，每100mL水中，以Mo原子计所述Mo源的量为30-80mmol，以S原子计所述S源的量为30mmol-160mmol，所述还原剂的量为0.8-1mol；优选地，步骤2)所述反应的过程中进行搅拌；更优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：侯吉瑞，
类型：发明
国别省市：北京,11