[發明專利]一種改性石墨烯水包油Pickering乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 202210099082.4
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN115991999A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 穆蒙;錢欽;張星;張巖;楊東明;徐賦海;熊偉;李建兵;官慶卿;盧占國
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K23/00
• 分類號: C09K23/00;C09K23/18
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 郭官厚

本發明涉及膠體化學領域，具體涉及一種改性石墨烯水包油Pickering乳液及其制備方法。所述的Pickering乳液組成及組份如下：石墨烯基Pickering乳化劑0.1～5質量份；有機相8～20質量份；水5～15質量份。所述的石墨烯基Pickering乳化劑通過如下步驟的制備方法獲得：將氧化石墨烯與水混合攪拌；將有機季銨鹽加入上述得到的混合液中，反應，反應產物經干燥后得到石墨烯基Pickering乳化劑。所述的有機相為煤油、石蠟油、甲苯、環己烷、庚烷、二氯甲烷、二氯乙烷、苯乙烯、大豆油、花生油、玉米油、葵花籽油和蓖麻油中的一種。本發明Pickering乳液具有組分簡單，只加入改性石墨烯，無需加入助乳化劑即可制得穩定Pickering乳液，降低了制備工序及成本；同時具有耐溫性強、穩定性強以及使用期限長的優點。

技術領域

本發明涉及膠體化學領域，具體涉及一種改性石墨烯水包油?Pickering乳液及其制備方法。

背景技術

Pickering乳液是指以納米或微米級固體顆粒作為乳化劑，穩定吸附在水/油界面形成穩定乳液。可用作Pickering乳化劑的固體顆粒種類多樣，如二氧化硅、納米甲殼素、纖維素納米粒、淀粉納米顆粒等。相比于表面活性劑穩定的傳統乳液，Pickering乳液具有強界面穩定性、低毒、低成本等優勢，因此在能源、材料、醫學等領域，尤其石油開采及廢水處理等工業生產過程具有重要的應用前景及研究價值。

石墨烯是一種厚度為單個原子、大小可達十幾微米的二維納米薄膜，具有優異導電性及高機械強度。與傳統顆粒穩定劑相比，氧化石墨烯具有較大比表面積，利于其在兩相界面間的吸附，因此穩定乳液時所需量更少，呈現微觀二維結構的優勢。

CN109054975A通過Hummers法制得不同氧化程度的石墨烯體系，一定比例加入增稠劑、助乳化劑、pH調節劑等助劑后可用于穩定水包油Pickering乳液。但石墨烯的氧化程度不易控會造成親水性太強，穩定劑的體系組分復雜不易調配，導致Pickering乳液分散性及穩定性差。

CN104386672A通過乳液包覆及不對稱表面修飾制備了具有?Janus結構的石墨烯基Pickering乳化劑，但其制備過程復雜、操作要求苛刻，導致制備效率低下。另外，通過多步化學接枝改性，可在氧化石墨烯的活性基團(如環氧基、羥基或羰基等)位置形成新的共價鍵連接并引入疏水功能組分，制得Pickering乳液穩定劑。

目前已報道的石墨烯基Pickering乳化劑的制備方法，均涉及多步化學改性、繁瑣的后處理過程或繁雜的組分調配，不利于規模化生產。因此，研究開發一種制備方案簡易的石墨烯基Pickering乳化劑，并可進一步用于構建穩定乳液具有重要意義。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，克服多步繁瑣操作及組分復雜不易調配的局限而提供一種改性石墨烯水包油Pickering乳液及其制備方法。利用一步法直接混合方式制得改性石墨烯體系，即石墨烯基?Pickering乳化劑，再此基礎上進一步構建水包油Pickering乳液。本發明的改性石墨烯基Pickering乳液制備工藝簡單，耐溫性強，穩定性強以及使用期限長的優點。

為達到上述目的，本發明一方面提供了一種改性石墨烯水包油?Pickering乳液，所述的Pickering乳液組成及組份如下：

石墨烯基Pickering乳化劑?????0.1～5質量份；

有機相??????????????????????8～20質量份；

水??????????????????????????5～15質量份。

優選地，所述的石墨烯基Pickering乳化劑通過如下步驟的制備方法獲得：

1)將氧化石墨烯與水混合攪拌；

2)將有機季銨鹽加入步驟1)得到的混合液中，反應，反應產物經干燥后得到石墨烯基Pickering乳化劑。