吸附法是处理采出水中乳化油的最有前景的技术之一,其中有机粘土材料在这一领域有非常大的潜力。本研究,用单链和双链的两种阳离子表面活性剂,十八烷基三甲基溴化铵(STAB)和双十八烷基二甲基溴化铵(DDAB),对海泡石进行改性。SEM、CA和Zeta电位分析表明,单个分散的海泡石纤维经过改性,能形成海泡石纤维聚集体,具有更加疏水和正电荷的表面,极大地提高了采出水中乳化油的吸附和油水分离效率,而且乳化油的去除效率能超过99%。吸附实验探究,改性剂浓度及烷基链数目、接触时间、初始pH值和温度等因素对乳化油吸附效果的影响,发现双链改性的海泡石对乳化油有更高的亲和力。Langmuir和Freundlich等温线均可解释吸附过程。热力学表明吸附过程是自发的吸热的物理过程。静电吸附和疏水相互作用是高效去除采出水中乳化油的主要机理。本研究为设计高效、低成本的有机粘土吸附剂提供了理论基础。研究结果表明:(1)样品FT-IR、XRD、SEM分析结果表明,海泡石的改性和有机海泡石对乳化油的吸附都成功完成。且两个过程主要发生在海泡石表面,未改变其晶体结构。BET实验表明,改性降低海泡石的比表面积,从344.2下降到37.2 m2/g。有机海泡石拥有更疏水的表面,水接触角测定发现,STAB-Sep和DDAB-Sep(1.0、1.5、2.0 CEC)的水接触角分别为 56,58,63°和 65,71,75°。Zeta 电位测定也表明改性海泡石具有带正电荷的表面。(2)改性剂浓度实验表明,在0.5-2.0 CEC范围,随着改性剂浓度的增加,有机海泡石对乳化油吸附性能会提高。然而在2.5 CEC条件下,吸附效果变化不明显。且在吸附实验中发现,双链表面活性剂改性的海泡石,比单链具有更好的吸附效果。接触时间达60min,就能达到吸附平衡。相对更低的初始pH值和更高的温度有利于有机海泡石对乳化油的吸附。(3)通过Langmuir等温线和Freundlich等温线模拟,有机海泡石的R2值分别为 0.9815-0.9705 和 0.9731-0.9595。因此 Langmuir 和 Freundlich 等温线模型均适用于此吸附过程。STAB-Sep和DDAB-Sep的最大吸附容量分别为957.0和 1031.5 mg/g。(4)通过热力学计算,△G°的值<0,该吸附过程是自发的。△H°零和△S°的值>0,该吸附过程是吸热的,吸附热在9.95和17.18 KJ/mol-1之间,因此该过程属于物理吸附。(5)再生实验表明,循环的有机海泡石的吸附能力逐渐降低,但是有机海泡石在八个循环后仍保持了较高的乳化油去除率。