I. Ứng dụng hạt nano từ phủ polymer trong kỹ thuật hóa học
Ứng dụng hạt nano từ phủ polymer trong kỹ thuật hóa học đã mở ra nhiều tiềm năng trong việc tăng cường thu hồi dầu. Các hạt nano được phủ polymer không chỉ cải thiện tính phân tán trong môi trường nước muối mà còn thay đổi tính chất bề mặt của đá trong mỏ dầu. Công nghệ nano đã chứng minh khả năng ổn định bọt và nhũ tương, đồng thời thay đổi độ thấm ướt của đá. Polymer trong hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát độ di động và thay đổi tính chất bề mặt giữa chất lỏng và chất rắn.
1.1. Tổng quan về hạt nano từ phủ polymer
Hạt nano từ phủ polymer (PMNPs) được tổng hợp từ hạt nano từ tính (MNPs) và polymer như methyl methacrylate (MMA) và 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS). Quá trình này sử dụng phương pháp mini-emulsion polymerization để tạo ra các hạt nano có kích thước trung bình 16 nm. Tính chất của polymer như tính ưa nước (AMPS) và kỵ nước (MMA) giúp PMNPs phân tán tốt trong nước muối và thay đổi góc tiếp xúc giữa giọt dầu và bề mặt đá.
1.2. Ứng dụng trong thu hồi dầu
Ứng dụng hạt nano trong dầu đã được nghiên cứu rộng rãi nhờ khả năng thay đổi độ thấm ướt và kiểm soát độ di động của chất lỏng. Kỹ thuật thu hồi dầu sử dụng PMNPs kết hợp với chất hoạt động bề mặt nonylphenoxy carboxylate (NPC) đã cho thấy hiệu quả trong việc giảm sức căng bề mặt giữa dầu và nước muối. Kết quả cho thấy tỷ lệ 200 ppm PMNPs và 800 ppm NPC là tối ưu trong việc cải thiện hiệu suất thu hồi dầu.
II. Tổng hợp và đặc tính của hạt nano từ phủ polymer
Quá trình tổng hợp hạt nano từ phủ polymer bắt đầu từ việc chuẩn bị nguồn sắt từ bùn đỏ. Hạt nano từ tính (MNPs) được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa đồng thời và mini-emulsion với sự hỗ trợ của chất hoạt động bề mặt sodium dodecyl sulfate (SDS). Polymer được phủ lên bề mặt MNPs thông qua quá trình mini-emulsion polymerization, tạo ra các hạt nano có kích thước nhỏ và ổn định.
2.1. Tổng hợp hạt nano từ tính
Hạt nano từ tính (MNPs) được tổng hợp từ bùn đỏ với hàm lượng sắt chiếm 57%. Quá trình tổng hợp sử dụng phương pháp kết tủa đồng thời và mini-emulsion để tạo ra các hạt nano có kích thước trung bình 12 nm. Tính chất của polymer được sử dụng để ổn định và bảo vệ bề mặt MNPs, giúp chúng phân tán tốt trong môi trường nước muối.
2.2. Phủ polymer lên hạt nano từ tính
Phủ polymer lên bề mặt MNPs được thực hiện thông qua quá trình mini-emulsion polymerization. Polymer như MMA và AMPS được sử dụng để tạo ra các hạt nano có tính chất ưa nước và kỵ nước. Tính chất của polymer giúp PMNPs phân tán tốt trong môi trường nước muối và thay đổi góc tiếp xúc giữa giọt dầu và bề mặt đá.
III. Đánh giá hiệu quả của hạt nano từ phủ polymer
Đánh giá hiệu quả của hạt nano từ phủ polymer trong việc tăng cường thu hồi dầu được thực hiện thông qua các thí nghiệm về độ ổn định nhiệt và hóa học. Hạt nano trong dầu kết hợp với chất hoạt động bề mặt NPC đã cho thấy khả năng giảm sức căng bề mặt và thay đổi độ thấm ướt của đá. Kết quả cho thấy PMNPs có thể tái sử dụng nhiều lần mà vẫn duy trì được tính ổn định và hiệu quả.
3.1. Độ ổn định nhiệt và hóa học
Độ ổn định nhiệt và hóa học của PMNPs được đánh giá trong môi trường nhiệt độ cao (120°C) và độ mặn cao, mô phỏng điều kiện tại mỏ Bạch Hổ. Kết quả cho thấy PMNPs kết hợp với NPC vẫn ổn định sau 31 ngày, chứng tỏ khả năng ứng dụng trong các môi trường khắc nghiệt.
3.2. Khả năng tái sử dụng
Khả năng tái sử dụng của PMNPs được đánh giá thông qua việc xử lý với ethanol. Kết quả cho thấy PMNPs vẫn duy trì được tính ổn định và hiệu quả sau nhiều lần sử dụng, mở ra tiềm năng ứng dụng lâu dài trong kỹ thuật thu hồi dầu.
