用于雅努斯碳纳米流体规模化合成的高效表面官能化的制作方法

背景技术：

1、在现代世界的重大挑战中，满足能源需求和保护环境是排名最前面的两项。在应对我们不断增长的能源需求时，常规化石燃料仍然是主要能源；然而，从成熟油田中开采这些燃料正变得越来越困难。石油工程研究的最新进展已表明，纳米材料可用于油田水驱技术（通常称为纳米流体驱替），以改善原油驱替。纳米流体的一个优点源自其中所含纳米材料的小尺寸，这些纳米材料能够改变储层岩石的润湿性和/或改变水-油界面处的界面张力（ift），从而提高原油采收率。然而，多种约束因素会影响现有纳米流体的流体-流体相互作用和流体-岩石相互作用以及随后的原油采收。

2、同样，尽管环境保护是一项长期目标，但塑料废料和生物质废料作为现代世界中最丰富的两类废料，具有很高的耐久性并且难以降解。因此，开发高效的废料再利用和回收策略已成为各行业的一项主要目标。

技术实现思路

1、提供本 技术实现要素： 是为了介绍将在下文具体实施方式中进一步描述的一些构思。本发明内容并非旨在确定所要求保护的主题的关键或必要特征，也并非旨在用作限制所要求保护的主题的范围的辅助依据。

2、在一个方面，本文所公开的实施例涉及一种制备强化采油组合物的方法。所述方法包括：将废碳材料碳化，以提供具有疏水表面的碳微粒；用碱性溶液使所述碳微粒官能化，使得所述碳微粒包括亲水表面；以及研磨所述碳微粒，以提供碳纳米颗粒，其中，所述碳纳米颗粒包括亲水表面和疏水表面。所述方法还可包括将所述碳纳米颗粒与水基流体混合，以提供强化采油流体。

3、在另一方面，本文所公开的实施例涉及一种强化采油方法。所述方法包括：将强化采油组合物引入含烃地层；从所述含烃地层中驱替烃类；以及回收所述烃类。所述强化采油流体包括具有亲水表面和疏水表面的碳纳米颗粒。

4、根据以下说明书和所附权利要求，所要求保护的主题的其他方面和优点将是显而易见的。

5、附图简要说明

6、图1是根据本公开的一个或多个实施例的方法的框式流程图。

7、图2是根据本公开的一个或多个实施例的废碳材料碳化的示意图。

8、图3是根据本公开的一个或多个实施例的碳微粒官能化的示意图。

9、图4是根据本公开的一个或多个实施例的研磨前和研磨后的碳纳米颗粒的示意图。

10、图5是根据本公开的一个或多个实施例的井环境的示意图。

11、图6是根据本公开的一个或多个实施例的方法的框式流程图。

12、图7是由木质素粉末制得并分散于己烷-水混合物中的碳颗粒的图像：（a）未官能化的碳微粒，（b）经官能化的碳微粒，以及（c）研磨后的雅努斯（janus）碳纳米颗粒。

13、图8是由废咖啡粉制得并分散于甲苯-水中的碳颗粒的图像：（a）未官能化的碳微粒，（b）经官能化的碳微粒，以及（c）研磨后的雅努斯碳纳米颗粒。

14、图9示出了未处理颗粒和经koh处理的颗粒的拉曼光谱数据。

1.一种制备强化采油组合物的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述碳纳米颗粒与水基流体混合，以提供强化采油流体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述废碳材料包括废塑料材料或生物质废料。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述废塑料材料包括选自由以下各项组成的组的聚合物：聚丙烯（pp）、聚苯乙烯（ps）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（abs）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚酯（pes）、聚酰胺（pa）、聚氯乙烯（pvc）、聚氨酯（pu）、聚碳酸酯（pc）、聚偏二氯乙烯（pvdc）、聚乙烯（pe）及其组合。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述废塑料材料为废塑料瓶。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述生物质废料包括选自由海藻、藻类、咖啡、茶叶、果皮、坚果壳及其组合组成的组的生物质废料。

7.根据权利要求3或6所述的方法，其中，所述生物质废料包括选自由淀粉、甲壳素、木质素、纤维素及其组合组成的组的分子。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，将所述废碳材料碳化包括在300至550℃范围内的温度下加热所述废碳材料。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述碳微粒具有5至500 μm范围内的平均粒径。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，用所述碱性溶液使所述碳微粒官能化包括在所述碱性溶液中将所述碳微粒超声处理1至15分钟的时间。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，用所述碱性溶液使所述碳微粒官能化还包括：在超声处理后，在300至550℃范围内的温度下加热所述碳微粒。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述碱性溶液具有1.0至4.0 m范围内的浓度。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述亲水表面官能团为羟基。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，研磨所述碳微粒包括以2000至4000 rpm的速度对所述碳微粒球磨0.5至8小时。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述碳纳米颗粒具有10至2000 nm范围内的平均粒径。

17.根据权利要求2至16中任一项所述的方法，其中，所述水基流体为水、海水或盐水。

18.根据权利要求2至17中任一项所述的方法，其中，所述水基流体包括选自由表面活性剂、稳定剂及其组合组成的组的一种或多种添加剂。

19.一种强化采油方法，包括：

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述碳纳米颗粒以0.001至3.0重量%范围内的量存在。