石油在離子表面的附著普遍存在于生物體和自然環(huán)境中，通常由表面化學(xué)成分和質(zhì)地決定。然而，在發(fā)生粘合時(shí)，固-液界面的水分子起著橋梁的作用，它不僅受固體表面的結(jié)構(gòu)和組成的影響，而且還與鄰近的石油分子相互作用，起著至關(guān)重要的作用，但往往被忽視。
近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所Ye Tian研究了離子溶液中端羧基自組裝單分子膜(COOH-SAM)表面油的吸附過(guò)程，并通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)觀察了該體系的界面水結(jié)構(gòu)。
文章要點(diǎn)
1）結(jié)果表明，四配位水含量越低，附著力越強(qiáng)。與單價(jià)離子相比，多價(jià)離子與COOH-SAM表面的結(jié)合增強(qiáng)，使界面水更加無(wú)序，最終導(dǎo)致更強(qiáng)的油粘附力。
2）值得注意的是，附油量隨著界面水區(qū)厚度的增加而減少。在毛細(xì)管中模擬了水驅(qū)采油過(guò)程中的界面水驅(qū)油粘著現(xiàn)象，從分子水平上解釋了低礦化度水驅(qū)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潛在應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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
