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作者:赵静;王麓涵;宋刚祥;杨珺;何岩峰;王秀坤;杨柳;
单位:常州大学石油与天然气工程学院/能源学院;中海石油(中国)有限公司上海分公司;中国石油大学(北京);中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院;
摘要:为满足碳捕集、利用与封存(CCUS)中CO_2地质封存技术需求,构筑了基于硅量子点(SiQDs)强化泡沫体系,采用T型微通道结合高速摄像技术,追踪不同工况下CO_2微气泡的演化过程,探究硅量子点对CO_2微气泡动态行为的界面调控机制。研究表明:流动参数对气泡动力学行为具有显著影响:当连续相流速(0.05~2.00 mL/min)增加,CO_2微气泡长度逐渐减小,剪切力逐渐增大取代界面张力成为气泡尺寸调控的主导因素;适量SiQDs(0.05%)可以吸附至气泡界面,提升流体的黏弹性,可有效抑制CO_2微气泡聚并与破裂,显著增强泡沫稳定性;在流体剪切力与SiQDs界面吸附的协同作用下,微气泡生成频率较纯表面活性剂泡沫体系提升20%~30%、颈部宽度变化速率提升5%~10%。将零维纳米材料SiQDs引入CO_2泡沫强化体系,成功制备出高稳定性且尺寸较小的CO_2微气泡,为硅量子点在CO_2地质封存技术中的应用提供了理论基础与实践依据。
关键词:硅量子点;;微通道;;CO_2微气泡;;生成周期;;气体颈部宽度
基金资助:国家自然科学基金项目(52304020、12302329);; 江苏省自然科学基金项目(BK20230622);; 常州市科技局项目应用基础研究计划项目(CJ20235035)