改性SiO2纳米颗粒在油水界面微观作用机理的分子动力学模拟OA
Molecular dynamics simulation of microscopic mechanism of modified SiO2 nanoparticles in regulating oil-water interfacial tension
通过分子动力学模拟方法,系统研究了油酸改性SiO2 纳米颗粒(简称纳米颗粒)占比、表面修饰浓度、温度及疏水链碳原子数对油水界面张力(IFT)、界面层密度分布、径向分布函数(RDF)及扩散系数的影响,以阐明纳米颗粒调控油水界面活性的微观机理.模拟结果表明,当纳米颗粒占比为 11.05%时,IFT 降低效果最佳;随温度上升,纳米颗粒扩散系数逐渐增大,温度升至338 K时,IFT降至最低值29.75 mN/m;随着疏水链碳原子数增加,疏水链与油相分子间的RDF主峰高度先升高后降低,当疏水链碳原子数为12时,主峰高度达到最大值,IFT降至最低值33.24 mN/m.
The effects of the proportion of oleic acid-modified SiO2 nanoparticles,surface modification concentration,temperature,and the number of carbon atoms in the hydrophobic chain on oil-water interfacial tension(IFT),interfacial layer density distribution,radial distribution function(RDF),and diffusion coefficient were systematically investigated by means of molecular dynamics simulation,in order to elucidate the microscopic mechanism of the nanoparticles in regulating oil-water interfacial activity.When the proportion of nanoparticles is 11.05%,the effect of reducing IFT is optimal.As the temperature increases,the diffusion coefficient of the nanoparticles gradually increases.When the temperature rises to 338 K,the IFT decreases to 29.75 mN/m and then increases.As the number of carbon atoms in the hydrophobic chain increases,the height of the main peak of RDF between the hydrophobic chain and oil phase molecules first increases and then decreases.When the number of carbon atoms is 12,the height of the main peak reaches its maximum,and the IFT drops to its lowest value 33.24 mN/m.
刘峰;杨凯;刘彦成;窦亮彬;陈晓丽;赵峥延
西安石油大学 石油工程学院,陕西 西安 710065中国石油 青海油田分公司 采油五厂,甘肃 敦煌 736200中联煤层气有限责任公司 生产支持中心,北京 100015西安石油大学 石油工程学院,陕西 西安 710065低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西 西安 710018||中国石油 长庆油田公司 油气工艺研究院,陕西 西安 710018低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西 西安 710018||中国石油 长庆油田公司 油气工艺研究院,陕西 西安 710018
化学化工
SiO2纳米颗粒分子动力学模拟油水界面张力表面修饰浓度
SiO2 nanoparticlemolecular dynamics simulationoil-water interfacial tensionsurface modification concentration
《石油化工》 2026 (4)
512-520,9
国家自然科学基金项目(52174031)陕西省科技计划项目(2024JC-YBMS-431).
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