一种两亲性氧化石墨烯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种两亲性氧化石墨烯及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种两亲性氧化石墨烯及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及油田采油驱油剂
，具体涉及一种两亲性氧化石墨烯及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着纳米技术的发展，纳米驱油剂得到广泛的关注，纳米材料凭借其独特的表面效应
、
小尺寸效应等特性，在驱油技术中显示出优异的性能
。
纳米驱油剂作为新型的驱油剂，相较于传统的化学驱油剂有很大的优势，如：尺寸小，能够进入油藏的微小孔隙；比表面积大，表面能高；能够有效降低油水界面张力，有利于原油的驱替，明显提高原油采收率
。
[0003]氧化石墨烯是石墨烯纳米材料的一种衍生物，具有独特的二维片层结构，已被证实是一种极具应用潜力的驱油材料
。
氧化石墨烯片层上含有很多含氧基团，具有较高的比表面能
、
良好的亲水性和表面活性，在水和大多数极性有机溶剂中具有较好的分散稳定性，因此被研究和应用于石油开采领域
。
然而，纯氧化石墨烯往往具有单一的亲水性，其界面活性较低，这导致其提高采收率的效果并不理想
。
[0004]当赋予氧化石墨烯纳米片两侧不同的亲油
‑
亲水性时，氧化石墨烯将具有和表面活性剂类似的两亲特性，能够在油水接触处形成稳定的界面膜，可大大提高其在提高采收率中的应用
。
因此，具有良好界面活性，能够稳定存在于油水界面处的两亲性氧化石墨烯引起了科技工作者的广泛关注
。
如
Luo
等
(D.Luo,et al.PNAS,2016,113(28):7711
‑
7716.)
通过水包蜡乳状液模板法，合成了一种具有两亲性质的氧化石墨烯纳米片，其主要原理是利用烷基胺对氧化石墨烯进行单侧疏水改性
。
改性后的纳米片表现出不错的界面性能，但是该方法的合成效率较低，不利于大规模生产
。
另外，去除石蜡时所用到的有机溶剂，比如氯仿或甲苯等还会对环境造成一定破坏
。
因此，提供一种高效
、
环保
、
支持大规模生产的两亲性氧化石墨烯制备方法对于油田提高采收率具有重要意义
。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种两亲性氧化石墨烯及其制备方法和应用
。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种两亲性氧化石墨烯，所述两亲性氧化石墨烯的两面分别接枝有提供疏水基团的烷基胺和提供亲水基团的乙醇胺
。
[0008]进一步地，烷基胺为十四烷基胺
、
十六烷基胺或十八烷基胺中的一种或两种以上
。
[0009]上述任意一种两亲性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)
将氧化石墨烯粉末分散于蒸馏水中，得到氧化石墨烯分散液；将淀粉分散于蒸馏水中得到淀粉分散液；
[0011](2)
将所述氧化石墨烯分散液加至所述淀粉分散液中，充分搅拌得到混合分散液
A
，然后将混合分散液
A
离心
、
水洗后分散于无水乙醇中，得到混合分散液
B
；
[0012](3)
将烷基胺溶于乙醇中，得到溶液
a
，将溶液
a
加至混合分散液
B
中，充分搅拌得到
混合分散液
C
，然后将混合分散液
C
离心
、
用乙醇洗涤后分散于无水乙醇中，得到混合分散液
D
；
[0013](4)
将混合分散液
D
在预定温度下加热预定时间，然后在机械力作用下使淀粉与氧化石墨烯分离，待分散液分层后取上层分散液，得到烷基胺改性氧化石墨烯分散液，将烷基胺改性氧化石墨烯分散液冷却至室温；
[0014](5)
将乙醇胺溶于所述烷基胺改性氧化石墨烯分散液中，充分搅拌后洗涤
、
干燥，即得两亲性氧化石墨烯
。
[0015]作为优选地，步骤
(1)
中，氧化石墨烯分散液的质量浓度为
0.2
～
2mg/mL
，淀粉分散液的质量浓度为
80
～
200mg/mL。
[0016]作为优选地，步骤
(2)
中，所述氧化石墨烯分散液与所述淀粉分散液的质量比为
1:2
～
5。
[0017]作为优选地，步骤
(3)
中，溶液
a
的质量浓度为1～
10mg/mL
，所述溶液
a
与所述混合分散液
B
的质量比为
1:2
～
10。
[0018]作为优选地，步骤
(4)
中，所述预定温度为
50
～
100℃
，所述预定时间为
10
～
30min。
[0019]作为优选地，步骤
(4)
中，所述机械力为超声震荡或机械搅拌
。
[0020]作为优选地，步骤
(5)
中，所述乙醇胺与所述烷基胺改性氧化石墨烯分散液的质量比为
1:20
～
100。
[0021]上述任意一种两亲性氧化石墨烯作为驱油剂用于油田采油
。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]1、
本专利技术的制备方法具有合成效率高
、
绿色环保，适于工业大规模生产等特点
。
[0024]2、
本专利技术所制备的两亲性氧化石墨烯，通过烷基胺和乙醇胺双面改性，其油水两亲的结构特点突出，展示出优异的界面活性和界面稳定性，更容易吸附在油水界面上，有着更加出色的驱油性能
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的两亲性氧化石墨烯的制备流程示意图
。
[0026]图2为实施例2所用氧化石墨烯和所制备的两亲性氧化石墨烯的
X
射线衍射
(XRD)
图
。
[0027]图
3(a)
为实施例1‑4所用氧化石墨烯的扫描电镜
(SEM)
图
。
[0028]图
3(b)
为实施例2所制的备两亲性氧化石墨烯的扫描电镜
(SEM)
图
。
[0029]图4为实施例2所制备的两亲性氧化石墨烯的亲水面和疏水面的水接触角
。
[0030]图
5(a)
和图
5(b)
为实施例2所制备的两亲性氧化石墨烯在油水界面处的界面行为图
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种两亲性氧化石墨烯，其特征在于，所述两亲性氧化石墨烯的两面分别接枝有提供疏水基团的烷基胺和提供亲水基团的乙醇胺
。2.
根据权利要求1所述的一种两亲性氧化石墨烯，其特征在于，烷基胺为十四烷基胺
、
十六烷基胺或十八烷基胺中的一种或两种以上
。3.
权利要求1或2所述的一种两亲性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将氧化石墨烯粉末分散于蒸馏水中，得到氧化石墨烯分散液；将淀粉分散于蒸馏水中得到淀粉分散液；
(2)
将所述氧化石墨烯分散液加至所述淀粉分散液中，充分搅拌得到混合分散液
A
，然后将混合分散液
A
离心
、
水洗后分散于无水乙醇中，得到混合分散液
B
；
(3)
将烷基胺溶于乙醇中，得到溶液
a
，将溶液
a
加至混合分散液
B
中，充分搅拌得到混合分散液
C
，然后将混合分散液
C
离心
、
用乙醇洗涤后分散于无水乙醇中，得到混合分散液
D
；
(4)
将混合分散液
D
在预定温度下加热预定时间，然后在机械力作用下使淀粉与氧化石墨烯分离，待分散液分层后取上层分散液，得到烷基胺改性氧化石墨烯分散液，将烷基胺改性氧化石墨烯分散液冷却至室温；
(5)
将乙醇胺溶于所述烷基胺改性氧化石墨烯分散液中，充分搅拌后洗涤
、
干燥，即得两亲性氧化石墨烯
。4.
根据权利要求1所述的一种两...

【专利技术属性】
技术研发人员：浮历沛，顾峰，任张坤，廖凯丽，陈立峰，安俊南，韦梦，邵明鲁，管超，程圆，房湛骑，邱欣欣，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：