بررسي تغيير خواص آب‌دوستي هيبريدهاي نانو لوله كربني/سيليكا به عنوان پايداركننده امولسيون پيكرينگ و بررسي آن در سيستم دوفازي آب املاح‌دار/نفت

Synthesize of Carbon Nanotube/Silica Nanohybrids as a Pickering Emulsion Stabilizer Agent and a Study on Formation Water/Oil Systems

در اين پژوهش هيبريد نانو لوله كربني چند ديواره/ سيليكا به عنوان عامل پايداركننده امولسيون‌هاي پيكرينگ آب سازند و نفت به منظور استفاده در فرآيندهاي ازدياد برداشت نفت ساخته شده است. غلظت بالاي كاتيون‌هاي موجود در آب كه معمولا در آب‌هاي سازند يافت مي‌شود، باعث تغيير در موازنه آب‌دوستي- آب‌گريزي در هيبريد ساخته شده مي‌شود، به گونه‌اي كه ساختار به‎دست آمده توانايي تشكيل امولسيون پيكرينگ را پيدا مي‌كند. كاتيون‌هاي يك ظرفيتي و دو ظرفيتي عامل اصلي تغيير در ويژگي‌هاي ساختار هيبريد هستند. امولسيون تشكيل شده به وسيله نانو هيبريد بسيار پايدار است و به صورت خود به خودي و بدون نياز به امولسيفايرها و اختلاط مكانيكي تشكيل مي‌شود. براي بررسي ساختار هيبريد به دليل تاثير كاتيون‌ها بر روي آن، از FT-IR و پتانسيل زتا و براي بررسي ساختار و ريخت هيبريد ساخته شده از پراش پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و عبوري (TEM) استفاده شد. از قطرات امولسيون‌ها به كمك ميكروسكوپ نوري تصوير گرفته شد. اضافه شدن اين هيبريدها به نمونه‌هاي آب همراه نفت/ نفت باعث تشكيل امولسيون‌هاي پايدار شد. همچنين نتايج نشان داد كه اثر كاتيون‌هاي دو ظرفيتي بر تغيير خواص آب‌دوستي/ آب‌گريزي ساختار، بيشتر از كاتيون‌هاي تك ظرفيتي است.

Functionalized multi-walled carbon nanotube (MWCNT)/silica nanohybrid was synthesized and proposed as a stabilizing agent for water-in-oil pickering emulsion. The high cation content of the formation water balanced the hydrophilicity/hydrophobicity of the structure and therefore stabilized an emulsion phase without any chemical or mechanical treatment. Bivalent cations, such as magnesium and calcium, changed the hydrophilic-lipophilic balance (HLB) more intensely than the sodium univalent cation. The experiments conducted on the formation water samples from two oil reservoirs, located in the southwest of Iran, revealed that other anions/cations did not impact the performance of the nanohybrid as the pickering emulsion stabilizer. The proposed nanohybrid may hold a great promise to be adopted in enhanced oil recovery (EOR) processes as it does not require any emulsifier and it is free of any mechanical treatments. The key factor, which affected the performance of the proposed nanohybrid, pertained to the type of the cation contained in water. Bivalent cations, such as magnesium and calcium, changed the hydrophilic-lipophilic balance (HLB) more intensely than the sodium univalent cation.