常规的加拿大Alberta省的油砂开采过程不仅需要消耗大量的淡水资源,也给周边环境带来了危害。溶剂法回收原油是一种将有机溶剂与油砂混合,通过使用常规的过滤,沉降分离手段将溶剂稀释油与固体杂质分离从而得到原油的方法。该方法通过使用少量有机溶剂替代了大规模的用水,有望从根本上解决水资源浪费及污染问题。然而在此过程中,仍有部分溶剂稀释油残留在油砂表面和间隙,如何有效的回收成为迫切需要解决的问题。针对这一问题,根据提高原油采收率经验,提出了利用表面活性剂溶液洗油的方法来回收油砂表面残余原油。本论文选取了两种表面活性剂,对油水界面张力、固体表面的润湿性能等影响洗油效率的关键因素,进行了以下研究。　　 对于表面活性剂2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠(AOT),着重考察了相行为与界面张力的关系。首先以正十四烷作为油相,分别考察了盐度,AOT浓度及助表面活性剂正丁醇浓度对其相行为的影响。在相同的条件下,将沥青引入油相体系中,与正十四烷作为油相的体系进行了对比。对于以正十四烷为油相的体系,在AOT浓度5m%,NaCl浓度1.4m%时出现了第三相位于下相的三相分离,且下相体积随着AOT浓度的增加而增加。该条件下进一步加入7m%的助表面活性剂正丁醇,可使第三相从下相转移到中相,形成中相微乳液。对于正十四烷稀释沥青体系,其相行为变化趋势与正十四烷体系一致,但由于沥青中天然活性物质的存在,相同AOT浓度下出现三相需要的NaCl浓度比正十四烷体系略有偏低。　　 分别选取两个体系中出现三相分离的样品,通过KarlFisher滴定仪对第三相中水体积含量的变化进行了研究。处于下相的第三相水含量都高达70vol%以上,而对于中相微乳液,随着正丁醇浓度的增加,其水含量可降低至50vol%左右。用偏光显微镜分析了第三相的相结构,观察表明处于下相的第三相为双连续相中的L3相,而当下相转入中相时,其相结构由L3相逐渐转为O-W型双连续相。通过显微镜进一步观察了含5m%AOT的正十四烷及正十四烷稀释沥青液滴在NaCl浓度1.4m%盐水中的行为。随着时间的增加,外表包有第三相液膜的油滴开始出现合并现象。应用微管技术,通过在盐水中控制微米级的油滴和第三相液滴,对该现象进行了进一步的研究。　　 对AOT体系的油水界面张力进行了研究,讨论了界面张力与相行为之间的关系。在AOT浓度5m%时,油水界面张力随着NaCl浓度的增加先降低后增加。在小范围的盐度区间内,油水间界面张力可降低至10-1mN/m。在NaCl浓度1.4m%时,改变AOT和助表面活性剂的浓度对两个体系的油水间界面张力没有显著影响。研究结果还表明,相分离的发生及中相微乳液的出现并不能直接导致超低界面张力的形成。　　 另一方面,在实验室合成了表面活性剂甲基萘磺酸盐(SMNS),并在含有Na2CO3的碱性条件下对其进行了研究。实验发现,Na2CO3可以与油砂沥青中的酸性物质反应产生表面活性物质。在Na2CO33m%,SMNS2.4m%时,SMNS可与这些表面活性物质发生协同效应而使油水界面张力降低至10-2mN/m。Na2CO3在溶液中既能改变溶液的pH值,同时也可以提高溶液中的无机盐盐度。在此条件下继续加入NaCl和助表面活性剂正戊醇均不会进一步降低油水界面张力。　　 以甲苯稀释沥青溶液处理后的玻璃片作为油砂颗粒替代模型,通过润湿角实验研究了SMNS在Na2CO3溶液中对玻璃表面的润湿性能的改变能力。实验发现,对单独用SMNS溶液或单独用Na2CO3溶液处理后的模型玻璃片,其润湿角均有约为10°的小幅度降低。而当SMNS与Na2CO3共存时,玻璃表面的亲水性能大大提高。用Na2CO33m%,SMNS2.4m%处理后的玻璃表面的润湿角可从66.9°降低至35.5°,玻璃表面水润性能显著提高。　　 通过XPS技术对不同条件下Na2CO3和SMNS溶液处理后的玻璃表面的元素组成及元素质量含量进行了分析,结合润湿角实验提出了润湿性改变的机理。在用SMNS溶液处理过程中,带负电的玻璃表面可以通过静电引力吸引沥青中的带正电荷的组分。对于阴离子表面活性剂SMNS,其带负电的头基在处理玻璃片的过程中可以将这些带正电的沥青组分中和,从而改变玻璃表面的润湿性能。在与Na2CO3共存的条件下,这种静电作用力与低界面张力降低形成协同效应,使得沥青组分从玻璃表面脱离而被增溶到表面活性剂胶束中,从而大幅度的改变了玻璃表面的润湿性能。选用了头基带负电荷的阴离子表面活性剂SDS和头基带正电荷阳离子表面活性剂CTAB对所提出的机理进行了进一步验证。　　 采用一种节水洗油的方法分别对以上两种表面活性剂进行了洗油实验,讨论了洗油效率与油水界面张力及固体表面的润湿性能的关系。