[发明专利]一种还原氧化石墨烯/纳米TiO2

说明书

本发明公开了一种还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂及其制备方法。该制备方法包括：制备表面具有羧基和羟基的氧化石墨烯；采用有机钛前驱体原位水解生成的纳米TiO₂对氧化石墨烯进行表面修饰，然后进行水热还原，得到还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂。本发明还提供了通过该方法得到的还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂。本发明提供的破乳剂具有高效、绿色环保的特点，对环境无任何污染，能适用于中性和酸性条件且具有高耐盐性；同时，该破乳剂破乳后能够转移到油相中，避免停留在水相而影响水相的后续使用。

技术领域

本发明涉及油田化学品，具体涉及一种还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合材料破乳剂及其制备方法。

背景技术

在石油生产早期，研究人员主要关注的是含水量较少的油田开发而导致的油包水乳液的破乳。然而，随着传统化石燃料的过度开发，油田的逐渐老化，技术和方法不断创新，如三次采油技术被广泛应用于提高我国和其他国家的产量。将蒸汽、水和萃取助剂引入油藏，可产生大量稳定的水包油乳状液。此外，常规油田开发和工业炼油厂也产生了大量含油废水。所有含油废水都带来了严重的环境问题，需要在排放前进行有效处理。因此，各种水包油乳液的处理已成为石油工业中最严峻的挑战之一。

化学破乳是含油废水处理过程中广泛使用的方法。例如，Xu等人制备了一系列氟化石墨烯用作破乳剂，实现了水包油乳液的高效分离，其中水合肼改性FG(HFG)具有良好的耐盐性并可在较宽的PH值范围内对含油废水进行分离。Du等人制备了一种壳聚糖负载Ti₃C₂T_X粉末，可用于强酸性乳液，适用于高温条件，破乳效率可达67％。中国专利申请CN105384927A 公开了一种水包油型乳液破乳剂及其制备方法，主要由乙酸、二乙烯三胺、聚环氧氯丙烯、二甲胺等制备了一种阳离子型聚醚破乳剂。

然而上述破乳剂的缺点在于单纯无机碳纳米材料的破乳性能还存在较大的提升空间；聚合物破乳会因降解而产生有毒有害的物质，产生相应的环境问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种还原氧化石墨烯/纳米 TiO₂复合破乳剂，以解决现有技术中单纯的无机破乳剂破乳性能较差、聚合物破乳剂会降解产生有毒有害的物质，污染环境的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)制备表面带有大量羧基和羟基的氧化石墨烯；

(2)采用有机钛前驱体原位水解生成的纳米TiO₂对所述氧化石墨烯进行表面修饰，然后进行水热还原，得到还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂。

第二方面，本发明提供了一种还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂，所述还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂是通过本发明提供的还原氧化石墨烯/纳米TiO₂复合破乳剂的制备方法得到的。

还原氧化石墨烯表面亲水性基团较少，破乳后能够转移到油相中，避免停留在水相而影响水相的后续使用；同时通过负载纳米TiO₂粒子进一步改善其迁移能力，使其能够更快的迁移到油水界面并与沥青质等天然表面活性剂发生π-π交互或者n-π交互作用并破乳。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：