【摘 要】
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本研究针对含聚采油污水中传统杀菌剂与聚合物相互作用,杀菌效果减弱的问题,通过结构设计,合成了六种双子两性表面活性剂,采用核磁氢谱及质谱对合成的六种双子表面活性剂进行结构确认,采用表面张力法、稳态荧光法及动态光散射法进行表面性能研究;在此基础上,建立并优化了一种检测采出污水中两性表面活性剂的方法,通过加样回收实验验证两性表面活性剂抗聚合物干扰的能力;通过杀菌性能评价实验,测试六种双子两性表面活性剂的
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本研究针对含聚采油污水中传统杀菌剂与聚合物相互作用,杀菌效果减弱的问题,通过结构设计,合成了六种双子两性表面活性剂,采用核磁氢谱及质谱对合成的六种双子表面活性剂进行结构确认,采用表面张力法、稳态荧光法及动态光散射法进行表面性能研究;在此基础上,建立并优化了一种检测采出污水中两性表面活性剂的方法,通过加样回收实验验证两性表面活性剂抗聚合物干扰的能力;通过杀菌性能评价实验,测试六种双子两性表面活性剂的杀菌性能及药效持续时间,主要研究结论为:（1）以N-甲基-1,3-丙二胺、N-甲基-1,2-乙二胺、溴代十二烷、1,3-丙磺酸内酯和氯乙酸钠为原料,通过两步反应,合成了四种不对称双子两性表面活性剂,通过核磁氢谱及质谱表征确定结构正确;表面张力测试表明,12-2-1-12（SO3-）2、12-3-1-12（SO3-）2、12-2-1-12（COO-）2及12-3-1-12（COO-）2的临界胶束浓度分别为0.061 mmol/L、0.053mmol/L、0.096 mmol/L、0.082 mmol/L,对应的表面张力分别为25.1 m N/m、23.7 m N/m、24.2 m N/m及24.6 m N/m;稳态荧光和动态光散射测试结果表明,四种不对称双子两性表面活性剂达到临界胶束浓度后,均可以自发的形成聚集体,粒径为150-350 nm,聚集体均有较强的疏水性。表面性能测试结果表明,不对称结构可以有效的提升双子两性表面活性剂的表面性能。（2）以异辛胺、1,3-二溴丙烷1,3-丙磺酸内酯、氯乙酸钠和碘甲烷为原料,通过三步反应,合成了两种含有疏水支链双子两性表面活性剂,通过核磁氢谱及质谱表征确定结构正确,均为目标产物;表面张力测试表明,GBS8-3-8及GBB8-3-8的临界胶束浓度分别为0.16 mmol/L及0.34 mmol/L,对应的表面张力分别为33.65 m N/m及35.11 m N/m;稳态荧光和动态光散射测试结果表明,两种含有疏水支链的双子两性表面活性剂浓度达到临界胶束浓度后,可以自发的形成的聚集体,其中,GBS8-3-8在0.025-0.1 mmol/L浓度范围内,聚集体粒径为150-600 nm,GBB8-3-8在0.35-1.5 mmol/L浓度范围内,聚集体粒径为200-800nm,两种双子两性表面活性剂的聚集体具有良好的疏水性。表面性能测试结果表明,疏水支链的引入可以有效地提升双子两性表面活性剂的表面性能。（3）采用超高效液相色谱串联蒸发光散射检测技术,建立并优化了测定石油采出液中两性表面活性剂十八烷基羟丙基磺基甜菜碱含量的方法,该方法具有良好的准确性、稳定性和可重复性;在最佳检测条件下,对合成的四种双子两性表面活性剂进行聚合物加样回收测试,结果表明,三个浓度的双子两性表面活性剂回收率均在96%-100%区间内,相较于传统阳离子杀菌剂1227,具有良好的抗聚合物干扰能力。（4）杀菌性能评价结果表明,相较于传统阳离子杀菌剂1227,六种两性表面活性剂均对实际水样中的硫酸盐还原菌、铁细菌及腐生菌展现出良好的杀菌性能,投加量为50 mg/L时,杀菌率可以达到95%以上,投加量为150 mg/L时,杀菌率可以达到99%以上,且投加时间在24 h时,依然能保持良好的杀菌率。通过分析两性表面活性剂与杀菌性能的构效关系发现,采用不对称结构,可以提升两性表面活性剂的聚集能力,使其在局部形成更高的电荷密度,提升杀菌性能,而引入疏水支链,可以提升两性表面活性剂聚集能力和疏水作用,使其在细菌表面吸附聚集时,具有良好的疏水性使细菌内质外渗,达到杀菌的作用。
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