一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，包括如下步骤：(1)过硫酸铵的硫酸溶液氧化碳纳米管，得到表面具有羧基的氧化碳纳米管；(2)将十二胺接枝到所述氧化碳纳米管表面，得到十二胺改性的碳纳米管破乳剂。本发明专利技术先制备表面具有羧基的氧化碳纳米管，再将十二胺接枝到氧化碳纳米管表面，具有疏水性长链的烷基胺与氧化碳纳米管上的羧基反应，得到的破乳剂能够更快地分布在油水界面，且该破乳剂的疏水性长链能够使该破乳剂更容易取代天然表面活性剂，促使界面膜的破裂从而导致破乳的发生，该破乳剂能对稳定的原油乳液快速破乳，破乳性能优良。本发明专利技术还公开了采用上述制备方法制得的十二胺改性的碳纳米管破乳剂及其应用。

【技术实现步骤摘要】
一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂及其制备方法和应用
本专利技术属于石油添加剂
，具体涉及一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂及其制备方法和应用。
技术介绍
原油的开采过程通常伴随着大量的地层水，最终以乳液的形式存在。这些乳液对石油工业生产是极其不利的。水通常以液滴的形式分散在原油中，而大多数盐则溶解在水滴中。原油的天然活性成分，例如：沥青质、胶质、结晶蜡和粘土颗粒等，被吸附在油水界面上并形成牢固的粘弹性界面膜，薄膜的存在抑制或延迟了水滴的聚结，并使其难以从乳液中分离出水。由于乳液的稳定性，它可以存在几分钟到几年。因此，通过可靠且高效的破乳技术对乳状液进行脱水和分离是必不可少的。化学破乳是最为广泛使用的破乳方法。例如，部分专利公开了磁性氧化石墨烯的制备方法，通过铁磁体赋予氧化石墨烯磁性，再用于含油废水的破乳后可以回收并重复利用。还有部分专利公开了利用Fenton氧化法制备羟基化的碳纳米管，利用KH560为偶联剂，将纳米二氧化硅原位接枝到羟基化的碳纳米管上，制备得到碳纳米管/纳米SiO2复合纳米破乳剂。目前的一些专利技术制得的破乳剂虽然能够应用于乳液破乳，但是存在破乳效果不佳，制备工艺复杂、步骤繁琐，甚至操作危险等问题。因此，寻求简便易行的制备方法和性能优良的新型破乳剂仍然面临较大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，本专利技术第一方面的目的在于，提出一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，该制备方法简单、绿色无污染且成本低廉，解决了现有破乳剂制备工艺较复杂的问题；本专利技术第二方面的目的在于，提出一种采用上述制备方法制得的十二胺改性的碳纳米管破乳剂，该破乳剂能实现对稳定的原油乳液快速破乳，破乳性能优良，能解决现有破乳剂破乳效果不佳的问题；本专利技术第三方面的目的在于，提供一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的应用。为达到上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1、过硫酸铵的硫酸溶液氧化碳纳米管，得到表面具有羧基的氧化碳纳米管；S2、将十二胺接枝到所述氧化碳纳米管表面，得到十二胺改性的碳纳米管破乳剂。第二方面，本专利技术提供了一种采用上述制备方法制得的十二胺改性的碳纳米管破乳剂。第三方面，本专利技术提供了一种采用上述制备方法制得的十二胺改性的碳纳米管破乳剂在油包水乳液中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：1、本专利技术提供的十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，先制备表面具有羧基的氧化碳纳米管，再将十二胺接枝到氧化碳纳米管表面，具有疏水性长链的烷基胺与氧化碳纳米管上的羧基反应，得到的破乳剂能够更快地分布在油水界面，且该破乳剂的疏水性长链能够使该破乳剂更容易取代油水界面的天然表面活性剂，促使界面膜的破裂从而导致破乳的发生；2、本专利技术提供的十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，工艺简单、反应条件温和、绿色无污染、成本低廉；且在制备过程中不添加其它溶剂，减少了有机及无机溶剂的使用，便于操作和节省成本；本专利技术使用的原料稳定性好，在操作过程当中能够减少爆炸，腐蚀等危险；3、本专利技术提供的十二胺改性的碳纳米管破乳剂能够快速分布在油水界面破坏界面膜，适用于油包水乳液的破乳，具有高效、绿色环保等特点。附图说明图1为本专利技术制备十二胺改性的碳纳米管破乳剂的工艺流程图；图2是氧化碳纳米管和实施例1中制得的十二胺改性的碳纳米管破乳剂的扫描电镜图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为本专利技术制备十二胺改性的碳纳米管破乳剂的工艺流程图，如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)过硫酸铵的硫酸溶液氧化碳纳米管，得到表面具有羧基的氧化碳纳米管；(2)将十二胺接枝到氧化碳纳米管表面，得到十二胺改性的碳纳米管破乳剂。本专利技术通过先制备表面具有羧基的氧化碳纳米管，再将十二胺接枝到氧化碳纳米管表面，具有疏水性长链的烷基胺与氧化碳纳米管上的羧基反应，得到的破乳剂能够更快地分布在油水界面，且该破乳剂的疏水性长链能够使该破乳剂更容易取代油水界面的天然表面活性剂，促使界面膜的破裂从而导致破乳的发生；该破乳剂能实现对稳定的原油乳液快速破乳，破乳性能优良，能解决现有破乳剂破乳效果不佳的问题；且该制备方法工艺简单、反应条件温和、绿色无污染、成本低廉，解决了现有破乳剂制备工艺较复杂的问题。在本专利技术的实施例中，步骤(1)中，具体采用如下方法制备表面具有羧基的氧化碳纳米管：(a)将过硫酸铵溶于硫酸溶液中，得到混合液Ⅰ，所述混合液Ⅰ中过硫酸铵的浓度为0.5～2mol/L；(b)将混合液Ⅰ和碳纳米管混合均匀，在10～100℃下搅拌反应1～24h，反应完毕后经离心、洗涤和干燥，得到氧化碳纳米管。在本专利技术的实施例中，步骤(a)中，硫酸溶液的浓度为1mol/L。在本专利技术的一些优选实施方式中，为了使氧化碳纳米管表面具有更多的羧基，又不影响后续的反应，步骤(a)中，混合液Ⅰ中过硫酸铵的浓度为2mol/L。在本专利技术的实施例中，步骤(b)中，碳纳米管为多壁碳纳米管，纯度＞95％，直径8～15nm，长度30～50μm。在本专利技术的实施例中，步骤(b)中，碳纳米管和混合液Ⅰ的重量比为1：10～30，例如：1：10、1：15、1：20或1：30等，但不限于所列举的数值，该数值范围内其它未列举的数值同样适用。为了使氧化碳纳米管表面具有更多的羧基，又不影响后续的反应，在本专利技术的一些优选实施方式中，碳纳米管和混合液Ⅰ的重量比为1：20。在本专利技术的实施例中，步骤(b)中，搅拌反应速率为100～300r/min，例如：100r/min、120r/min、150r/min、200r/min和300r/min等，但不限于所列举的数值，该数值范围内其它未列举的数值同样适用。在本专利技术的实施例中，步骤(b)中，离心的速率为8000～12000r/min，例如：8000r/min、10000r/min或12000r/min等，但不限于所列举的数值，该数值范围内其它未列举的数值同样适用。在本专利技术的实施例中，步骤(b)中，洗涤为用蒸馏水洗涤数次，便于除去其中的硫酸、过硫酸铵等杂质，具体的洗涤次数本领域技术人员可以根据实际情况确定，本专利技术对此不作进一步限定。在本专利技术的实施例中，步骤(b)中，干燥为真空干燥，真空干燥的温度为85℃。在本专利技术的实施例中，步骤(1)中，具体采用如下方法制备十二胺改性的碳纳米管破乳剂：(c)将上述制得的氧化碳纳米管、十二胺和脱水剂混合均匀，得到混合物II；(d)将混合物II在100～150℃下反应5～12h，反应完毕后经洗涤和干燥，得到十二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/nS1、过硫酸铵的硫酸溶液氧化碳纳米管，得到表面具有羧基的氧化碳纳米管；/nS2、将十二胺接枝到所述氧化碳纳米管表面，得到十二胺改性的碳纳米管破乳剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、过硫酸铵的硫酸溶液氧化碳纳米管，得到表面具有羧基的氧化碳纳米管；
S2、将十二胺接枝到所述氧化碳纳米管表面，得到十二胺改性的碳纳米管破乳剂。


2.根据权利要求1所述的十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，其特征在于，所述氧化碳纳米管具体采用如下方法制备：
将过硫酸铵溶于硫酸溶液中，得到混合液Ⅰ，所述混合液Ⅰ中过硫酸铵的浓度为0.5～2mol/L；
将所述混合液Ⅰ和碳纳米管混合均匀，在10～100℃下搅拌反应1～24h，反应完毕后经离心、洗涤和干燥，得到氧化碳纳米管。


3.根据权利要求2所述的十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为1mol/L。


4.根据权利要求2所述的十二胺改性的碳纳米管破乳剂的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，纯度＞95％，直径8～15nm，长度30～50μm。


5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：米远祝，叶泛，申利伟，罗霄，罗跃，颜学敏，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42