石油在离子表面的附着普遍存在于生物体和自然环境中,通常由表面化学成分和质地决定。然而,在发生粘合时,固-液界面的水分子起着桥梁的作用,它不仅受固体表面的结构和组成的影响,而且还与邻近的石油分子相互作用,起着至关重要的作用,但往往被忽视。
近日,中国科学院理化技术研究所Ye Tian研究了离子溶液中端羧基自组装单分子膜(COOH-SAM)表面油的吸附过程,并通过表面增强拉曼散射(SERS)观察了该体系的界面水结构。
文章要点
1)结果表明,四配位水含量越低,附着力越强。与单价离子相比,多价离子与COOH-SAM表面的结合增强,使界面水更加无序,最终导致更强的油粘附力。
2)值得注意的是,附油量随着界面水区厚度的增加而减少。在毛细管中模拟了水驱采油过程中的界面水驱油粘着现象,从分子水平上解释了低矿化度水驱提高采收率的原因,并指出了其在智能微流控和海水淡化中的潜在应用。
参考文献
Shaofan He, et al, Interfacial Water-Dictated Oil Adhesion Based on Ion Modulation, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c07975
https://doi.org/10.1021/jacs.3c07975