تحلیل اثر pH و غلظت سورفکتانت بر پایداری نانوسیال هیبریدی CuO-Al۲O۳ با رویکرد DLVO-الکتروستریک

در این پژوهش پایداری نانوسیال هیبریدی متشکل از نانوذرات CuO و Al۲O۳ در حضور دو سورفکتانت غیریونی EGDS و EGMS به صورت سیستماتیک و با رویکرد یک عامل در هر زمان (OFAT) بررسی شد. هدف تبیین نقش pH و غلظت سورفکتانت در کنترل برهم کنش های بین ذره ای و دستیابی به شرایط پایدار برای کاربردهای صنعتی بود. پایداری به صورت کیفی از طریق آزمون ته نشینی و به صورت کمی با طیف سنجی UV-Vis و تعریف شاخص پایداری (SI) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که pH اثر غیرخطی بر پایداری دارد؛ به گونه ای که بیشترین SI در محیط اسیدی (pH=۳) برای EGDS و EGMS به ترتیب ۰.۹۹ و ۰.۹۴ حاصل شد؛ در حالی که در ناحیه نزدیک به خنثی (pH) حداقل پایداری مشاهده گردید. با حرکت به سمت pH قلیایی پایداری مجددا افزایش یافت (SI=۰.۹۶ برای EGDS و ۰.۸۷ برای EGMS در pH). این رفتار در چارچوب DLVO با دور شدن از نقطه ایزوالکتریک (IEP) و تقویت دافعه الکترواستاتیکی قابل تبیین است. افزایش غلظت سورفکتانت از ۰.۰۵ mMol/g تا ۰.۲ mMol/g نیز موجب بهبود پایداری شد (از ۰.۶۷ به ۰.۹۰ برای EGDS و از ۰.۳۵ به ۰.۶۴ برای EGMS) که به تکمیل پوشش سطحی و تقویت ممانعت فضایی نسبت داده می شود؛ با این حال روند بهبود به سمت اشباع میل کرد. در تمامی شرایط EGDS عملکرد برتری نسبت به EGMS نشان داد که به ساختار دوزنجیره ای و ایجاد لایه ضخیم تر و پایدارتر نسبت داده می شود. نتایج، چارچوبی برای انتخاب شرایط عملیاتی بهینه در سامانه های نانوسیالی صنایع نفت، گاز و پتروشیمی فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال هیبریدی ، پایداری کلوئیدی ، DLVO ، نقطه ایزوالکتریک (IEP) ، ممانعت فضایی ، EGDS ، UV-Vis ، EGMS