水基泡沫是气体分散在液相中的一种分散体系,在生活和社会生产中有着非常广泛的应用。由于泡沫是热力学不稳定体系,探究泡沫的稳定机制及提高泡沫稳定性的途径在相关领域一直备受关注。已有研究表明,通过表面活性剂复配、表面活性剂与聚合物复配以及表面活性剂与纳米颗粒复配等方式都能提高泡沫的稳定性,但在许多涉及苛刻条件的场景下,如何实现泡沫的稳定仍是制约应用的瓶颈问题。如泡沫驱被证明是有重要应用前景的原油提高采收率（EOR）技术,特别是在提高稠油热采效率方面应用潜力巨大,CO2泡沫驱则在提高非常规油气藏开采效率方面具有很高的技术潜力和优势。由于这些技术过程面临高温、含油以及剪切扰动或发泡气体为CO2等多种苛刻条件,泡沫的稳定是极大的难题和挑战,传统体系不能很好地满足性能要求,严重限制了泡沫驱的应用。因此,深入探究泡沫的稳定机制,探索在苛刻条件下提高水基泡沫稳定性的技术路线,研发具有高温泡沫稳定性及二氧化碳泡沫稳定性的新型水基泡沫体系,对于泡沫驱的应用发展十分必要和重要。同时,基于全球对环境友好性的重视,探索生物来源的绿色材料增强泡沫的性能,对于促进泡沫功能体系的绿色化和相关技术领域的可持续发展具有重要意义。针对以上问题,本文采用生物基木质素纳米颗粒（LNPs）与表面活性剂组成复配体系协同稳定泡沫,考察泡沫性质,发现LNPs极大地增强了泡沫的稳定性,特别是在高温、机械剪切扰动、发泡气体为CO2等苛刻条件下复合泡沫均呈现出较高的稳定性。采用多种实验手段相结合,探索了复合体系的稳泡机制,揭示了木质素纳米颗粒与表面活性剂间基于氢键或静电作用等相互作用提高泡沫性能的机理,所取得的研究结果丰富了纳米颗粒与表面活性剂协同稳泡机理的理论认识,在拓展木质素功能化利用途径的同时,也为采用绿色型生物基材料和表面活性剂复合构建绿色泡沫复合体系提供了思路与指导。本论文主要分为两个部分:（1）研究了 LNPs与阴离子表面活性剂α-烯烃磺酸盐（AOS）协同稳定的N2泡沫性能。采用振摇法、Foamscan、光学显微镜等实验手段对比考察了 AOS泡沫以及AOS/LNPs复合泡沫在静态/动态泡沫稳定性、携液能力、粗化速率、气泡尺寸等的差异,发现AOS/LNPs复合泡沫的稳定性显著提高。结合红外光谱、动态光散射、表面张力和SEM等探究了 LNPs与表面活性剂之间的相互作用,揭示了 LNPs提高泡沫稳定性的机理。研究结果表明,LNPs与AOS间存在相互作用,因此被表面活性剂携带到泡沫液膜中,不仅促进了表面活性剂分子在气/液界面上的吸附,而且增强了泡沫液膜的持液能力,维持液膜厚度为较大的尺寸,从而有效地抑制气体透过液膜的扩散,降低气泡聚并的速率,显著提高了泡沫的稳定性,以至于在150℃的高温及机械剪切扰动下均可以呈现优异的稳定性。通过探究高温过程对于LNPs性质的影响,进一步明确了有利于发挥稳泡性能的LNPs的结构特征,为未来应用体系的研发提供指导。LNPs来源天然,环境友好,性质稳定,与表面活性剂形成的复合泡沫体系性能优异,在三次采油及环境、日化等相关领域具有良好的应用前景。（2）在前述研究工作的基础上,利用阴/阳/非离子表面活性剂复合进一步强化表面活性剂在泡沫液膜气/液界面层内排布的致密性,并利用LNPs与黄原胶XG复合进一步提高泡沫液膜的持液能力,构建了 LNPs等天然聚合物与表面活性剂协同的复合体系,实现了对CO2泡沫的稳定。研究中,阴离子表面活性剂采用十二烷基硫酸钠（SDS）,阳离子表面活性剂采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）,非离子表面活性剂采用烷基糖苷（APG）。借助多种实验方法考察了 SDS泡沫、SDS/CTAB/APG（简称SCA）泡沫以及SCA/XG/LNPs复合泡沫的稳定性、表观粘度、持液能力、流变性、粗化速率等,并采用红外光谱、SEM等方法研究了 SCA以及LNPs/XG之间的相互作用,揭示了表面活性剂和LNPs等聚合物多元复配协同稳定CO2泡沫的微观机理。该研究不仅为有效解决CO2泡沫稳定性的难题提供了解决方案,也为多元复配稳泡的机制和应用研究提供了新思路,对进一步探索水基泡沫体系的功能化具有借鉴意义。综上所述,本论文研究了采用木质素纳米颗粒强化表面活性剂水基泡沫的优异性能,实现了在高温、机械剪切、二氧化碳发泡等苛刻条件下水基泡沫体系的稳定,为相关技术的应用奠定了基础。研究揭示了生物基木质素纳米颗粒与表面活性剂协同稳泡的机制,取得的理论认识可为未来绿色水基泡沫体系的研发和应用提供有意义的指导。木质素纳米颗粒来源天然,且结构稳定,具有突出的绿色环保性,本文构筑的木质素纳米颗粒与表面活性剂复合体系在强化采油、日用化学等领域均具有良好的应用前景。