nature.com сайтыш пурымыланда таум ыштена. Тендан кучылтмо браузер версийыште CSS полыш шагал. Эн сай опытым налаш манын, ме браузерын пытартыш версийжым кучылташ темлена (але Internet Explorer-ыште келыштарыме режимым йӧрташ). Тылеч посна, умбакыже полыш лийже манын, тиде сайтыште стиль-влак але JavaScript огыт пурто.
Кластический водохранилищелаште сланец кумдаҥмаш кугу проблемым луктеш, скважин нестабильностьыш конда. Экологий шотышто вӱд негызеш ыштыме бурильный жидкостьым, сланец ингибитор-влакым ешарен, нефть негызеш ыштыме буритлыме жидкость деч утларак йӧратат. Ионный жидкость-влак (ИВ) шке келыштарыме свойствышт да виян электростатический характеристикыштлан кӧра сланец ингибитор семын шуко тӱткышым ойыреныт. Туге гынат, имидазолил негызеш ионный жидкость (ИЛ), кумдан кучылталтше буритлыме жидкость, шкежым ончыктен, токсичный, небиоразлагаемый да дорогостоящий. Глубокий эвтектический растворитель-влак (ДЭС) ионный жидкостьлан утларак роскотлан эҥгекым ыштыше да шагалрак токсичный альтернативалан шотлалтыт, но нуно садак кӱлеш экологий ӱшанле улмылан кӧра огыт лий. Тиде аланыште пытартыш жапыште лийше сеҥымаш-влак пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакым (NADES) пурташ таратен, нуно чын экологий шотышто палыме улыт. Тиде шымлымаш NADES-влакым шымлен, нунын коклаште лимон кислота (водород кылым аклыше семын) да глицерин (водород кылым пуышо семын) бурильный жидкость ешартыш семын улыт. NADES-негызеш буритлыме жидкость-влакым API 13B-1 дене келшышын ыштыме да нунын пашаштым калий хлорид негызеш буритлыме жидкость, имидазолий негызеш ионный жидкость да холин хлорид:мочевина-DES негызеш ыштыме буритлыме жидкость дене таҥастареныт. Проприетарный НАДЭС-влакын физико-химический свойствышт нерген лончылымаш. Шымлымаш годым бурильный жидкостьын реологический свойствыжым, вӱд йомдарымашыжым да сланец торможитлыме свойствыжым акленыт, да ончыктеныт: 3% NADESs концентрацийыште лектыш напряжений/пластик вязкость коэффициент (YP/PV) кугемын, лавыра тортын кӱжгытшӧ 26% иземын, а фильтратын кугытшо 30% иземын. Палемдыман, NADES 49,14% кумдаҥмашым тормозитлыме ӧрыктарыше кӱкшытыш шуын да 86,36% сланецым ыштен лукмашым кугемден. Тиде лектыш-влак NADES-ын ӱмбал активностьшым, зета-потенциалжым да кӱртньӧ кокласе ойыртемым вашталтен кертмыж дене кылдалтыныт, нуным тиде пашаште йымалне улшо механизм-влакым умылаш лончылаш лончыленыт. Тиде ӱшанле бурильный жидкость бурильный промышленностьышто революцийым ышташ шона, йӱла сланец коррозий ингибитор-влаклан токсичный огыл, роскотлан эҥгекым ыштыдыме да пеш пайдале альтернативым пуэн, экологий шотышто йӧнан бурильный практикылан корным почын.
Сланец — универсал кӱ, тудо углеводород-влакын источникышт да резервуарышт семын служитла, да тудын пористый структурыжо1 нине шергакан ресурс-влакым ыштен лукташ да аралаш йӧным пуа. Туге гынат, сланец кӱртньӧ минераллан поян, мутлан, монтмориллонит, смектит, каолинит да иллит, нуно вӱд дене вашлиялтме годым лывырге лийыт, тидыже бурильный паша годым скважиным нестабильностьыш конда2,3. Тиде йодыш-влак непродуктивный жапыш (НПТ) да шуко операций проблемыш конден кертыт, нунын коклаште локтылалтше труба-влак, йомшо лавыра циркуляций, скважинын шаланымыже да бит загрязнение, нӧлталтме жапым да роскотым кугемдаш. Йӱла почеш, нефть негызеш ыштыме бурильный жидкость-влак (OBDF) сланец формированийлан эн йӧратыме ойырен налме лийыныт, вет нуно сланец кумдаҥмашлан тореш лийын кертыт4. Туге гынат, нефть негызеш бурильный жидкостьым кучылтмаш кугурак роскотым да экологий лӱдыкшым конда. Синтетике негызеш бурильный жидкость-влакым (СБДФ) альтернатива семын шотленыт, но нунын кугу температур годым келшен толмышт огеш сите. Вӱд негызеш буритлыме жидкость-влак (ВБДФ) — оҥай йӧн, вет нуно OBDF5 деч лӱдыкшыдымӧ, экологийлан келшыше да роскотлан эҥгекым ыштыдыме улыт. Тӱрлӧ сланец ингибитор-влакым кучылтыныт, сланец тормозитлыме вийжым кугемдаш манын, WBDF, тыгак йӱла ингибитор-влак, кузе тыгай хлорид калий, известь, силикат, да полимер. Туге гынат, нине ингибитор-влакын пайдалыкышт да йырым-йырысе средалан эҥгекым ыштыме шотышто ограниченийышт уло, поснак калий хлорид ингибиторлаште К+ кугу концентраций да силикат-влакын рН-лан чулымлыкыштлан кӧра. 6 Шымлызе-влак ионный жидкостьым буритлыме жидкостьын ешартыш семын кучылташ йӧным шымленыт, тыге буритлыме жидкостьын реологийжым саемдаш да сланецын нӧлталтмыжым да гидрат лиймыжым чараш лиеш. Туге гынат, тиде ионный жидкость, поснак имидазолил катион-влак улыт, тӱҥ шотышто токсичный, дорогостоящий, биоразлагаемый огыл, да ямдылыме сложный процесс-влакым йодеш. Нине проблемым решатлаш манын, еҥ-влак утларак экономичный да экологий шотышто йӧнан альтернативым кычалаш тӱҥалыныт, тидыже кумда эвтектический растворитель-влакын (ДЭС) лекмышт деке конден. DES — тиде эвтектический мешак, тудо ойыртемалтше молярный коэффициент да температур годым водородный кылым донор (HBD) да водородный кылым акцептор (HBA) дене ышталтын. Тиде эвтектический мешак-влакын шке посна компонентышт деч изирак шӧртньӧ температурышт уло, тӱҥ шотышто водород кыл дене кылдалтше заряд делокализацийлан кӧра. Шуко фактор, нунын коклаште решотка энергий, энтропий вашталтыш, анион ден HBD коклаште вашкыл, DES-ын шӧртньӧ температуржым волташ тӱҥ рольым модыт.
Ончычсо шымлымашлаште сланец кумдаҥдыме проблемым решатлаш манын, вӱд негызеш бурильный жидкостьыш тӱрлӧ ешартышым ешареныт. Мутлан, Офей да молат. ешарен 1-бутил-3-метилимидазолий хлорид (BMIM-Cl), тудо ятырлан иземден лай тортым кӱжгыт (50% марте) да иземден YP/PV значенийже 11 тӱрлӧ температур годым. Хуан да молат. ионный жидкостьым (лӱмынак, 1-гексил-3-метилимидазолий бромид да 1,2-бис(3-гексилимидазол-1-ил)этан бромид) Na-Bt частице дене пырля кучылтыныт да сланец нӧлталтмашым 86,43% да 94,17%, шот дене, ятырлан иземденыт. Тылеч посна, Янг да молат. сланец нӧлталтмашым 16,91% да 5,81% иземдаш 1-винил-3-додецилимидазолий бромид ден 1-винил-3-тетрадецилимидазолий бромидым кучылтыныт. 13 Янг да молат. тыгак 1-винил-3-этилимидазолий бромид дене пайдаланен да сланец кумдаҥмашым 31,62% иземден, а сланец 40,60% нӧлталтмашым арален коден. 14 Тидын деч моло, Луо да молат. сланец нӧлталтмашым 80% иземдаш 1-октил-3-метилимидазолий тетрафторборатым кучылтыныт. 15, 16 Дай да молат. сланецым тормозитлаш ионный жидкий сополимер-влакым кучылтыныт да аминоингибитор-влак дене таҥастарымаште линейный восстановленийыште 18% кугеммашым шуктеныт. 17
Ионный жидкость-влакын шкештат икмыняр ситыдымашышт уло, тидыже шанчызе-влакым ионный жидкость-влаклан экологий шотышто утларак пайдале альтернативым кычалаш таратен, тыге DES шочын. Ханьцзя эн ончыч кумда эвтектический растворитель-влакым (DES) кучылтын, нунын коклаште винилхлорид пропионовый кислота (1:1), винилхлорид 3-фенилпропионовый кислота (1:2), да 3-меркаптопропионовый кислота + итаконовый кислота + винилхлорид (1:1:2) лийыныт, нуно бентонитын 68%, 8% да 8% дене шыҥдаралтмыжым тормозитленыт 58%, шот дене18. Эркын экспериментыште М. Х. Расул глицерин ден калий карбонат (ДЭС) 2:1 коэффициент дене пайдаланен да сланец образец-влакын нӧлталтмыштым 87%19,20 ятырлан иземден. Ма кучылтын мочевина:винилхлорид сланец кумдаҥмашым ятырлан иземдаш 67%.21 Расул да молат. ДЭС ден полимерын комбинацийыштым кок действий дене ыштыме сланец ингибитор семын кучылтыныт, тудо сланецым тормозитлыме шотышто чапле эффектым ыштен22.
Глубокий эвтектический растворитель-влак (DES) ионный жидкостьлан утларак шем альтернативылан шотлалтеш гынат, нуно тыгак аммиак шӧр гай потенциально токсичный компонент-влакым куча, сандене нунын экологий шотышто шекланен шогат. Тиде проблеме пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакым (NADES) ыштымашке конден. Нуно кызытат DES семын шотлалтеш, но пӱртӱс вещества да шӧр гыч шогат, нунын коклаште калий хлорид (KCl), кальций хлорид (CaCl2), эпсом шӧр (MgSO4.7H2O) да молат. DES ден NADES-ын шуко потенциальный комбинацийышт тиде областьыште шымлымашлан кумда кумдыкым почыт да тӱрлӧ аланыште кучылташ тӱҥалыт. Икмыняр шымлызе у DES комбинаций-влакым сеҥен ыштеныт, нуно тӱрлӧ приложенийыште пайдале улыт. Мутлан, Насер да молат. 2013 ийыште калий карбонат негызеш ыштыме ДЭС-ым синтезироватлыме да тудын термофизический свойствыжым шымлыме, варажым тудо гидрат торможитлыме, бурильный жидкость ешартыш, делигнификаций да нанофибрилляций областьлаште кучылтмашым муын. 23 Джорди Ким ден коллегыже-влак аскорбиновый кислота негызеш NADES-ым ыштеныт да тӱрлӧ кучылтмаште тудын антиоксидант койышыжым акленыт. 24 Кристер да молат. лимон кислота негызеш NADES-ым ыштен да коллаген продуктлан полшышо вещества семын тудын потенциалжым палемден. 25 Лю И да тудын дене пырля пашам ыштыше-влак NADES-ын экстракций да хроматографий среда семын кучылталтмыжым тичмаш обзорышто иктешленыт, а Мисан да молат. агропродовольственный секторышто NADES-ын сеҥымаш дене пайдаланыме нерген каҥашеныт. Буритлыме жидкостьым шымлыше-влаклан шке пашаштышт NADES-ын пайдалыкшылан тӱткышым ойыраш тӱҥалыт манын, кӱлешан. Шаҥгысе. 2023 ийыште Расул да молат. аскорбиновый кислота26, кальций хлорид27, калий хлорид28 да Эпсом шӧр29 негызеш пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакын тӱрлӧ комбинацийыштым кучылтыныт да сланецым ӧрыктарыше да сланецым пӧртылташ ыштеныт. Тиде шымлымаш ик эн ончыч шымлымаш-влак кокла гыч иктыже, NADES (поснак лимон кислота да глицерин негызеш ыштыме формулировко) вӱд негызеш бурильный жидкостьлаште экологий шотышто пайдале да пайдале сланец ингибитор семын пуртымо, тудо чапле экологий пеҥгыдылыкым, сланец торможитлыме йӧнжым саемдыме да йӱла ингибитор-влак дене таҥастарымаште, мутлан, KCl, имизол негызеш да йӱла DES жидкость да жидкостьын лектышыжым саемдыме.
Шымлымаш шке кӧргыштӧ лимон кислота (CA) негызеш НАДЭС-ым ямдылыме, тидын деч вара лончылымо физико-химический характеристикым пуымо да тудым бурильный жидкостьын свойствыжым да тудын шӱшмӧ тормозитлыме вийжым аклаш буритлыме жидкостьын ешартыш семын кучылтмым ончыкта. Тиде шымлымашыште CA водородный кылым акцептор семын выступатла, а глицерин (Gly) сланец торможитлыме шымлымашлаште NADES-ым ыштыме/ойырен налме MH скрининг критерий негызеш ойырен налме водородный кылым донор семын выступатла30. Фурье трансформаций инфракрасный спектроскопий (ФТИР), рентгеновский дифракций (РД) да зета потенциал (ЗП) висымаш-влак NADES-клей вашкыл да кӱртньӧ нӧлталтмашым тормозитлыме механизмым рашемдат. Тидын деч моло, тиде шымлымаш CA NADES негызеш бурильный жидкость дене таҥастараш DES32 негызеш 1-этил-3-метилимидазолий хлорид [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl да холин хлорид:мочевина (1:2) нунын пайдалыкыштым шымлаш сланец торможитлаш да саемдаш сланец буритлыме жидкость.
Лимон кислота (моногидрат), глицерин (99 USP) да мочевина EvaChem, Куала-Лумпур, Малайзий гыч налме. Холин хлорид (>98%), [EMIM]Cl 98%, да калий хлорид Sigma Aldrich, Малайзий гыч налме. Чыла химий веществан химий структурыжо 1-ше рисыште ончыкталтеш. Шыл диаграммыште тиде шымлымашыште кучылтмо тӱҥ химий вещества-влакым таҥастареныт: имидазолил ионный жидкость, холин хлорид (DES), лимон кислота, глицерин, калий хлорид да NADES (лимон кислота да глицерин). Тиде шымлымашыште кучылтмо химий вещества-влакын экологий шотышто таблице 1-ше таблицыште ончыкталтеш. Таблицыште кажне химий веществам токсичность, биоразлагаемость, роскот да экологий ӱшанле улмо негызеш аклат.
Тиде шымлымашыште кучылтмо материал-влакын химий структурышт: (а) лимон кислота, (б) [EMIM]Cl, (в) холин хлорид, да (г) глицерин.
Водородный связь донор (HBD) да водородный связь акцептор (HBA) кандидат-влакым CA (пӱртӱс кумда эвтектический растворитель) негызеш NADES вияҥдыме шотышто MH 30 ойырен налме критерий почеш тӱткын ойырен налме, нуно NADES-ым вияҥдаш шонен лукмо, кузе пайдале сланец ингибитор. Тиде критерий почеш, НАДЭС-ым вияҥдаш келшыше водородный кылым шуко донор ден акцептор, тыгак полярный функциональный группо дене компонент-влак келшен толыт.
Тылеч посна, тиде шымлымашыште таҥастарашлан ионный жидкость [EMIM]Cl да холин хлорид:мочевина кумда эвтектический растворитель (DES) ойырен налме, вет нуно буритлыме жидкость ешартыш семын кумдан кучылталтыт33,34,35,36. Тылеч посна, хлорид калий (KCl) дене таҥастареныт, вет тудо тыглай ингибитор.
Лимон кислота ден глицериным тӱрлӧ молярный коэффициент дене вашталтеныт, тыге эвтектике ӱпшым ыштеныт. Визуальный тергымаш ончыктен: эвтектике ӱпшӧ икгай, яндар, шемлык деч посна жидкость лийын, тидыже ончыкта: тиде эвтектике составыште водородный связь донор (HBD) ден водородный связь акцептор (HBA) сеҥен ушненыт. HBD ден HBA-н вашталтыме процессшын температур деч шога койышыжым эскераш ончылгоч эксперимент-влакым эртарыме. Литератур почеш, эвтектический ӱпшӧ-влакын ужашыштым 50 °C, 70 °C да 100 °C деч ӱлнӧ кум ойыртемалтше температур годым акленыт, тидыже эвтектический температур мӧҥгешла 50–80 °C диапазонышто улмым ончыкта. HBD ден HBA компонент-влакым чын нелытлаш Mettler цифровой балансым кучылтыныт, а HBD ден HBA-м 100 об/мин дене контролируемый условийыште шокшо да тарваташ Thermo Fisher шокшо тарелкым кучылтыныт.
Мемнан синтезироватлыме кумда эвтектический растворительын (DES) термофизический свойствыжым, тыгак тыгыдылыкым, ӱмбал напряженийым, преломительный индексым да вязкостьым, 289,15 гыч 333,15 К марте температур диапазонышто чын висыме. Палемдыман, тиде температур диапазоным тӱҥ шотышто оборудованийын ситыдымашыже дене ойырен налме. Комплексный анализ тиде NADES формулировкын тӱрлӧ термофизический свойствыжым келгын шымлымашым пуртымо, нунын койышыштым температур диапазонышто почын пуымо. Тиде ойыртемалтше температур диапазонлан ойырен налмаш NADES-ын свойствыж нерген умылымашым пуа, нуно икмыняр приложенийлан поснак кӱлешан улыт.
Ямдылыме NADES-ын ӱмбал напряженийжым 289,15 гыч 333,15 К марте межфазный напряжений измеритель (IFT700) дене висыме. NADES капельница-влак ойыртемалтше температур да давлений условийыште капиллярный пӱй дене пайдаланен, кугу кугытан вӱд дене темыме камерыште ышталтыт. Кызытсе сӱретлыме системе-влак Лаплас уравнений дене пайдаланен, межфазный напряженийым шотлаш келшыше геометрический параметр-влакым пуртат.
АТАГО рефрактометр дене 289,15 гыч 333,15 К марте температур диапазонышто свежа ямдылыме НАДЭС-ын преломительный индексшым рашемдаш кучылталтше. Ӱзгар температурым регулироватлаш тепловой модульым кучылтеш, волгыдын преломлений степеньжым аклаш манын, тыге температур дене вӱд ванна кӱлешлыкшым кораҥда. Рефрактометрын призме ӱмбалжым эрыкташ да тудын ӱмбалне образец растворым икгай шаркалаш кӱлеш. Палыме стандарт раствор дене калиброватлаш, а вара экран гыч преломление индексым лудаш.
Ямдылыме NADES-ын лывыргылыкшым 289,15 гыч 333,15 К марте температур диапазонышто Брукфилд пӧрдмӧ вискозиметр (криогенный тип) дене 30 об/мин шелын да 6 шпиндель кугыт дене висыме. Образецым шпиндель йымалне экраныш пыштымеке да пеҥгыдемдымеке, вискозиметр вязкостьым сантипуаз (cP) дене ончыкта, тидыже вӱдын реологический свойствыж нерген шергакан информацийым пуа.
Портатив плотность измеритель DMA 35 Basic 289,15–333,15 К температур диапазонышто свежа ямдылыме пӱртӱс кумда эвтектический растворительын (NDEES) плотностьшым рашемдаш кучылталтше. Пробирке гоч 2 мл деч шагал огыл образецым лукса, тыгыдылыкше вигак экраныште ончыкталтеш. Палемдыман, чоҥалтше обогреватель укелан кӧра висымаште ± 2 °C йоҥылыш уло.
289,15–333,15 К температур диапазонышто свежа ямдылыме NADES-ын рН-жым аклаш ме Kenis ӱстел рН-метрым кучылтынна. Чоҥалтше шокшо ӱзгар укелан кӧра, NADES-ым ондак кӱлеш температур марте (±2 °C) шокшо плитке дене шокшо дене ырыктеныт, вара тура рН-метр дене висыме. рН-метр зондым NADES-ыш тӱрыснек шыҥдарен, лудмаш пеҥгыдемме деч вара пытартыш значенийым возен налза.
Пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакын (NADES) шокшо пеҥгыдылыкыштым аклаш термогравиметрический анализ (ТГА) кучылталтше. Образец-влакым шокшо годым лончыленыт. Кӱкшӧ рашлык балансым кучылтын да шокшо процессым тӱткын эскерен, температур ваштареш масса йомдарымашын графикшым ыштеныт. NADES 0 гыч 500 °C марте 1 °C минутышто шокшо лийын.
Процессым тӱҥалашлан NADES образецым сайын лугаш, гомогенизироватлаш да ӱмбал вӱдыжгым кораҥдаш кӱлеш. Ямдылыме образецым вара ТГА кюветыш пыштат, тудо тыглай алюминий гай инертный материал гыч ышталтын. Тӱрыс лектышым ышташ манын, ТГА ӱзгар-влакым эҥертыш материалым кучылтын калиброватлат, мӧҥгешла, нелыт стандарт дене. Калиброватлыме деч вара ТГА эксперимент тӱҥалеш да образецым контролируемый йӧн дене шокшо дене ырыктат, мӧҥгешла, икгай писылык дене. Экспериментын тӱҥ ужашыже — образецын нелытше ден температур коклаште кылым эреак эскерымаш. ТГА ӱзгар-влак температур, нелыт да моло параметр-влак нерген данныйым погат, мутлан, газ йогын але образец температур. ТГА экспериментым пытарымеке, погымо данный-влакым температур деч шога образец нелытын вашталтышыжым рашемдаш лончылат. Тиде информаций образецыште физический да химий вашталтыш дене кылдалтше температур диапазон-влакым рашемдымаште шергакан, тыгак шӧртньӧ, испарений, окислений але локтылалтмаш гай процесс-влак.
Вӱд негызеш бурильный жидкостьым API 13B-1 стандарт почеш тыматлын ыштыме, да тудын ойыртемалтше составше 2-шо таблицыште ончыктымо. Пӱртӱс кумда эвтектический растворительым (NADES) ямдылаш манын, Малайзийысе Сигма Олдрих гыч лимон кислота ден глицериным (99 USP) налыныт. Тылеч посна, тыглай сланец ингибитор калий хлорид (KCl) тыгак Sigma Aldrich, Малайзий гыч налме. 1-этил, 3-метилимидазолий хлорид ([EMIM]Cl) 98% утла арулык дене ойырен налме, молан манаш гын, тудо бурильный жидкостьын реологийжым саемдымаште кугу эффектым да сланец торможитлыме, тидым ончычсо шымлымашлаште пеҥгыдемдыме. NADES-ын сланец торможитлыме пашажым аклаш таҥастарымаште анализыште KCl ден ([EMIM]Cl) коктынат кучылталтыт.
Шуко шымлызе-влак сланец нӧлталтмашым шымлаш бентонит лышташ-влакым кучылташ йӧратат, вет бентонитыште сланец нӧлталтмашым лукшо «монтмориллонит» тӱшка уло. Чын сланец рӱдӧ образец-влакым налаш неле, вет рӱдӧ процесс сланецым дестабилизироватьла, тидын лектышыштыже образец-влак лийыт, нуно пӱтынек сланец огыл, но тыглай кумдык да известняк лончо-влакын ушалтмыштым ончыктат. Тылеч посна, сланец образецлаште мӧҥгешла, сланец нӧлталтмашым тарватыше монтмориллонит группо уке, сандене нуно нӧлталтмашым тормозитлыме экспериментлан келшен огытыл.
Тиде шымлымашыште ме 2,54 см диаметран угыч ыштыме бентонит лаштык-влакым кучылтынна. Гранул-влакым 11,5 грамм натрий бентонит порошокым 1600 psi гидравлический прессыште пресс дене ыштеныт. Линейный дилатометрыш (ЛД) вераҥдыме деч ончыч гранулын кӱжгытшым чын висыме. Вара частице-влакым бурильный жидкость образецлашке, тыгак базовый образецлашке да сланец нӧлталтме деч аралаш кучылтмо ингибитор дене инъекций образецлашке шыҥдареныт. Вара гранул кӱжгыт вашталтмашым LD дене тӱткын эскереныт, 24 шагат жапыште 60 секунд жапыште висымашым возеныт.
Рентгеновский дифракций ончыктен: бентонитын составше, поснак тудын 47% монтмориллонит компонентше, тудын геологий характеристикыжым умылаш тӱҥ факторлан шотлалтеш. Бентонит монтмориллонит компонент-влак кокла гыч монтмориллонит тӱҥ компонентлан шотлалтеш, чумыр компонент гыч 88,6% шотлалтеш. Тиде жапыште кварц 29%, иллит 7%, карбонат 9%. Изи ужашыже (3,2% наре) — иллит ден монтмориллонитын ушалтмышт. Тылеч посна тушто тыгай микроэлемент-влак улыт: Fe2O3 (4,7%), ший алюмосиликат (1,2%), мусковит (4%), фосфат (2,3%). Тылеч посна, изирак кугыт дене Na2O (1,83%) да кӱртньӧ силикат (2,17%) улыт, тидыже бентонитын составной элементше-влакым да нунын пропорцийыштым тичмашын аклаш йӧным ышта.
Тиде комплексный шымлыме ужашыште пӱртӱс кумда эвтектический растворитель (NADES) дене ямдылыме да тӱрлӧ концентрацийыште (1%, 3% да 5%) бурильный жидкость ешартыш семын кучылталтше буритлыме жидкостьын образецше-влакын реологический да фильтраций свойствышт нерген лончылалтеш. Вара NADES негызеш ыштыме шлам образец-влакым шлам образец-влак дене таҥастареныт да лончыленыт, нуно калий хлорид (KCl), CC:мочевина DES (холин хлорид глубокий эвтектический растворитель:мочевина) да ионный жидкость гыч шогеныт. Тиде шымлымашыште икмыняр тӱҥ параметр-влакым авалтеныт, нунын коклаште 100°C да 150°C температур годым ийготыш шуаш тӱҥалме деч ончыч да вара FANN вискозиметр дене налме вязкость лудмаш-влак улыт. Висыме пашам тӱрлӧ пӧрдмӧ писылык дене (3 об/мин, 6 об/мин, 300 об/мин да 600 об/мин) ыштеныт, тидыже буритлыме жидкостьын койышыжым тичмашын лончылаш йӧным пуэн. Налме данный-влакым вара тӱҥ свойствым рашемдаш кучылташ лиеш, мутлан, лектыш точко (YP) да пластика вязкость (PV), нуно тӱрлӧ условийыште жидкостьын паша лектышыжым умылымашым пуат. Кӱкшӧ давлений кӱкшӧ температур (HPHT) фильтраций тергымаш 400 psi да 150°C (тыглай температур кӱкшӧ температур скважиныште) фильтраций лектышым рашемда (торт кӱжгыт да фильтрат кугыт).
Тиде ужашыште эн у оборудованийым, Grace HPHT Linear Dilatometer (M4600) кучылтыт, вӱд негызеш ыштыме бурильный жидкость-влакын сланец нӧлталтмым тормозитлыме койышыштым тичмашын аклаш манын. LSM — кок ужаш гыч шогышо кызытсе жаплан келшыше машина: плитам тыгыдемдыше да линейный дилатометр (модель: M4600). Бентонит плиткам анализлан Grace Core/Plate Compactor дене ямдылыме. Вара ЛСМ нине плитке-влак нерген вигак шӱшмӧ данныйым пуа, сланецын шӱшмӧ тормозитлыме свойствыжым тичмашын аклаш йӧным пуа. Сланец кумдаҥдыме тергымашым йырым-йырысе пӱртӱс условийыште эртареныт, мутлан, 25°C да 1 psia.
Сланецын пеҥгыдылыкшым тергымаш тӱҥ тергымашым пурта, тудым чӱчкыдынак сланецым лукмо тергымаш, сланецым шыҥдарыме тергымаш але сланецым шаланыме тергымаш маныт. Тиде аклымашым тӱҥалаш манын, сланец лышташ-влакым #6 BSS экраныште ойырат, вара #10 экраныш вераҥдат. Вара лышташ-влакым кучымо танкыш пуат, тушто нуным базовый жидкость да NADES (Natural Deep Eutectic Solvent) дене буритлыме лавыра дене вашталтат. Вес ошкыл — ӱйым шокшо дене йӱлалтыме процесслан духовкыш пышташ, тыге лышташ ден лавыра сайын вашталтыме улыт. шагат гыч сланецым шаланаш пуэн, лышташ гыч лышташ-влакым луктыт, тидын дене лышташ-влакын нелытше иземеш. Сланецым лукмо тергымашым сланец лышташ-влакым 150°C да 1000 psi температур годым буритлыме лавыраште эртарыме деч вара эртареныт. дюйм 24 шагат жапыште.
Сланец лавыра ылыжмым висаш манын, ме тудым изирак экран (40 тор) гоч фильтроватленна, вара вӱд дене сайын мушкынна, адак духовкышто сушитленна. Тиде тыршыше процедурым ыштыме дене ме налме лавырам тӱҥалтыш нелыт дене таҥастарымаште аклаш йӧным пуа, мучашлан сланец лавыра сеҥымаш дене налме процентым шотлен луктеш. Сланец образец-влакын источникышт — Ниах район, Мири район, Саравак, Малайзий. Дисперсий да восстановлений тергымаш деч ончыч сланец образец-влакым тичмаш рентгеновский дифракционный (РД) анализлан эҥертеныт, нунын кӱ составыштым шотлаш да тергаш келшен толмыштым пеҥгыдемдаш манын. Образецын кӱртньӧ минерал составше тыгай: иллит 18%, каолинит 31%, хлорит 22%, вермикулит 10%, слюда 19%.
Ӱмбал напряжений — капилляр действий гоч вӱд катион-влакын сланец микропорлашке пурымыштым виктарен шогышо тӱҥ фактор, тудым тиде ужашыште лончылаш тӱҥалына. Тиде пашаште бурильный жидкость-влакын ушнышо свойствыштышт ӱмбал напряженийын рольжым шымлыме, тудын буритлыме процесслан, поснак сланецым локтылмо годым, кӱлешан влиянийжым палемдыме. Буритлыме вӱд образец-влакын ӱмбал напряженийыштым чын висыме годым ме межфазный тензиометрым (IFT700) кучылтынна, сланец торможитлыме контекстыште вӱд койышын кӱлешан аспектшым почын пуэнна.
Тиде ужашыште d-слой ойыртем нерген лончылаш, тиде алюмосиликат лончо ден ик алюмосиликат лончо коклаште слой кокласе торалык. Анализ 1%, 3% да 5% CA NADES, тыгак 3% KCl, 3% [EMIM]Cl да 3% CC:мочевина негызеш DES дене вӱдыжгӧ лавыра образец-влакым авалтен. Кызытсе жаплан келшыше рентгеновский дифрактометр (D2 Phaser) 40 мА да 45 кВ куатан Cu-Kα излучений дене (λ = 1,54059 Å) пашам ышта, вӱдыжгӧ да йӱштӧ Na-Bt образец-влакын рентгеновский дифракций пикыштым возен налмаште кӱлешан рольым модын. Брэгг уравненийым кучылтмаш d-слой коклаште ойыртемым чын рашемдаш йӧным пуа, тыге мланде койыш нерген шергакан информацийым пуа.
Тиде ужашыште зета-потенциалым чын висаш ончыл Malvern Zetasizer Nano ZSP ӱзгарым кучылтыт. Тиде аклымаш 1%, 3% да 5% CA NADES, тыгак 3% KCl, 3% [EMIM]Cl да 3% CC:мочевина негызеш ыштыме DES дене таҥастарымаште лавыра образец-влакын заряд характеристикышт нерген шергакан информацийым пуэн. Тиде лектыш-влак коллоидный соединений-влакын пеҥгыдылыкыштым да нунын жидкостьлаште вашкылыштым умылаш полшат.
Клей образец-влакым пӱртӱс кумда эвтектический растворитель (NADES) дене вашлийме деч ончыч да вара Zeiss Supra 55 VP полевой эмиссионный сканироватлыше электрон микроскоп (FESEM) дене шымленыт, тудо энергийым шарыше рентгеновский (EDX) дене пойдаралтын. Сӱретлыме разрешения 500 нм лийын, а электрон пучын энергийже 30 кВ да 50 кВ лийын. FESEM кӱртньӧ образец-влакын ӱмбал морфологийыштым да структур ойыртемыштым кӱкшӧ разрешениян ончыкташ йӧным пуа. Тиде шымлымашын цельже лийын: NADES-ын кӱртньӧ образец-влаклан эҥгекше нерген информацийым налаш, тудын деч ончыч да вара налме сӱрет-влакым таҥастарен.
Тиде шымлымашыште микроскопический кӱкшытыштӧ кӱртньӧ образец-влаклан NADES-ын эффектыжым шымлаш полевой эмиссионный сканироватлыше электрон микроскопий (FESEM) технологийым кучылтыныт. Тиде шымлымашын цельже — NADES-ын кучылталтме йӧнжым да тудын мланде морфологийлан да кокла шот дене частице кугытлан эҥгекым ыштымыжым рашемдаш, тидыже тиде областьыште шымлымашлан шергакан информацийым пуа.
Тиде шымлымашыште йоҥылыш лаштык-влакым кучылтын, экспериментальный условийыште кокла процент йоҥылышын (AMPE) вашталтышыжым да неопределенностьшым визуально сӱретлаш. Посна AMPE значений-влакым ончыктымо олмеш (AMPE значений-влакым ончыктымо тенденций-влакым шылтен да изи вашталтышым кугемден кертеш), ме 5% правилым кучылтын йоҥылыш лаштык-влакым шотлен луктына. Тиде йӧн ӱшандарен пуа, кажне йоҥылыш лаштык 95% ӱшанле интервал да 100% AMPE значений-влакын волен кайымыштым ончыкта, тыге кажне экспериментальный условийлан данный-влакын шеледымашышт нерген рашрак да рашрак иктешлымашым пуа. 5% правил негызеш йоҥылыш лаштык-влакым кучылтмаш тыге графике ончыктымашын умылаш лиймыжым да ӱшанлыкшым саемда да лектышым да нунын значенийыштым утларак раш умылаш полша.
Пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакым (NADES) синтезироватлыме годым пӧрт кӧргыштӧ ямдылыме процесс годым икмыняр тӱҥ параметр-влакым тӱткын шымленыт. Тиде кӱлешан фактор-влак коклаште температур, молярный коэффициент да вашталтыме писылык улыт. Мемнан экспериментна ончыкта: кунам HBA (лимон кислота) ден HBD (глицерин) 50°C температурышто 1:4 молярный коэффициент дене вашталтыме годым эвтектический ӱпшӧ лектеш. Эвтектический мешакын ойыртемалтше ойыртемже – яндар, икгай койышыжо, шелше укелыкше. Тыге, тиде тӱҥ ошкыл молярный коэффициентын, температурын да вашталтыме писылыкын кӱлешлыкшым ончыкта, нунын кокла гыч молярный коэффициент DES ден NADES-ым ямдылыме годым эн влиянийым ыштыше фактор лийын, 2-шо рисыште ончыктымо семын.
Преломительный индекс (n) вакуумышто волгыдын писылыкше ден кокымшо, тыгыде средаште волгыдын писылыкшын отношенийжым ончыкта. Преломление индекс поснак оҥай пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влаклан (NADES) оптике шот дене шижше приложений-влакым шотыш налын, кузе тыгай биодатчик. Шымлыме NADES-ын 25 °C температур годым преломлений индексше 1,452 лийын, тидыже глицерин деч оҥайрак.
Палемдыман, NADES-ын преломительный индексше температур дене иземеш, да тиде тенденцийым формулым (1) да 3-шо рис дене чын сӱретлаш лиеш, абсолютный кокла процентный йоҥылыш (AMPE) 0% марте шуэш. Тиде температур деч шога койыш кугу температур годым вязкость ден тыгыдылыкын иземмыж дене умылтаралтеш, тидлан кӧра волгыдо среда гоч кугурак писылык дене эрта, тидын дене преломлений индекс (n) изирак лиеш. Тиде лектыш-влак оптике зондироватлымаште NADES-ым стратегический кучылтмо шотышто шергакан шинчымашым пуат, нунын биодатчик приложенийлан потенциалыштым палемдат.
Ӱмбал напряжений, кудыжо жидкость ӱмбалын кумдыкшым иземдаш тенденцийжым ончыкта, капилляр давлений негызеш кучылтмо пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакын (NADES) келшен толмыштым аклымаште кугу значениян. 25–60 °C температур диапазонышто ӱмбал напряженийым шымлымаш шергакан информацийым пуа. °C годым лимон кислота негызеш ыштыме НАДЭС-ын ӱмбал напряженийже 55,42 мН/м лийын, тидыже вӱд ден глицерин деч ятырлан изирак. рис ончыкта, ӱмбал напряжений температур кугемме дене ятырлан шагалемын. Тиде явленийым молекулярный кинетический энергийын кугеммыж да варажым межмолекулярный тарту вий-влакын шагалеммышт дене умылтараш лиеш.
Шымлыме NADES-ыште эскерыме ӱмбал напряженийын линейный иземме тенденцийжым (2) уравнений дене сайын ончыкташ лиеш, тудо 25–60 °C температур диапазонышто тӱҥ математике кылым ончыкта. 4-ше рисыште ончыктымо графикыште температур дене ӱмбал напряженийын тенденцийже 1,4% абсолютный кокла процентный йоҥылыш (AMPE) дене раш ончыкталтеш, тидыже ӱмбал напряжений значений-влакын чын улмыштым ончыкта. Тиде лектыш-влак NADES-ын койышыжым да тудын кучылталтмыжым умылаш кӱлешан значениян улыт.
Пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакын (NADES) тыгыдылык динамикыштым умылаш кӱлешан, нуным шуко шанче шымлымашыште кучылташ куштылемдаш манын. Лимон кислота негызеш ыштыме НАДЭС-ын тыгыдылыкше 25°C годым 1,361 г/см3, тидыже ава глицеринын тыгыдылыкше деч кугурак. Тиде ойыртемым глицеринлан водородный кылым акцепторым (лимон кислота) ешарыме дене умылтараш лиеш.
Цитрат негызеш ыштыме NADES-ым примерыш налын, тудын тыгыдылыкше 60°C годым 1,19 г/см3 марте волен кая. Шокшо годым кинетический энергийын кугеммыже NADES молекул-влакым шаланен колта, тидлан кӧра нуно кугурак кумдыкым налыт, тидын дене тыгыдылык иземеш. Эскерыме тыгыде иземмаш температур кугеммаш дене икмыняр линейный корреляцийым ончыкта, тудым (3) формул дене чын ончыкташ лиеш. 5-ше рис NADES тыгыде вашталтышын тыгай характеристикыжым 1,12% абсолютный кокла процентный йоҥылыш (AMPE) дене графике дене ончыкта, тидыже тыгыде значений-влакын чын улмыштым количественный мер дене ончыкта.
Вязкость — тиде тарванылше жидкостьын тӱрлӧ лончыжо коклаште тарту вий, тудо тӱрлӧ кучылтмаште пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакын (NADES) кучылталтмыштым умылаш тӱҥ рольым модеш. °C годым NADES-ын вязкостьшо 951 cP лийын, тидыже глицерин деч кугурак.
Температур кугемме дене лывыргылыкын эскерыме иземмыже тӱҥ шотышто межмолекулярный тарту вий-влакын лушкыдеммышт дене умылтаралтеш. Тиде явлений вӱдын лывыргылыкшым иземда, тиде тенденцийым 6-шо рисыште раш ончыктымо да (4) уравнений дене шотлымо. Палемдыман, 60°C годым вязкость 898 cP марте волен кая, чумыр кокла шот дене процент йоҥылыш (AMPE) 1,4%. НАДЭС-ыште вязкость ден температур деч шогалыкым лончылымаш тудын практический кучылтмашыжлан кугу кӱлешан.
Водород ионын концентрацийжын отрицательный логарифмже дене рашемдыме растворын рН-же пеш кӱлешан, поснак рН-лан шотлалтше приложенийыште, мутлан, ДНК-н синтезыштыже, сандене NADES-ын рН-жым кучылтмо деч ончыч тӱткын шымлаш кӱлеш. Лимон кислота негызеш ыштыме NADES-ым примерыш налын, 1,91 ойыртемалтше кислотан рН-ым эскераш лиеш, тидыже глицеринын нейтральный рН-ше дене раш ойыртемалтеш.
Оҥай, пӱртӱс лимон кислота дегидрогеназа растворимый растворитель (NADES) рН температур кугемме дене нелинейный иземме тенденцийым ончыктен. Тиде явленийым растворышто H+ балансым пудыртышо молекулярный вибраций кугемме дене кылдат, [H]+ ион-влакын лиймышт да, шке черетыштыже, рН значенийын вашталтмыже деке конда. Лимон кислотан пӱртӱс рН-же 3 гыч 5 марте гынат, глицериныште кислотада водород улмо рН-ым эшеат 1,91 марте волта.
25–60 °C температур диапазонышто цитрат негызеш ыштыме NADES-ын рН койышыжым (5) уравнений дене келшышын ончыкташ лиеш, тудо эскерыме рН тенденцийлан математике выраженийым пуа. 7-ше рис тиде оҥай кылым график дене ончыкта, температур NADES-ын рН-лан эҥгекшым ончыкта, тудо AMPE-лан 1,4% улеш манын увертареныт.
Пӱртӱс лимон кислотан кумда эвтектический растворительын (НАДЭС) термогравиметрический анализшым (ТГА) пӧлем температур гыч 500 °C марте температур диапазонышто систематически эртареныт. 8а да b рис гыч ужаш лиеш, 100 °C марте тӱҥалтыш массын йоммыжо тӱҥ шотышто лимон кислота да ару глицерин дене кылдалтше поглощенный вӱд да гидратаций вӱдлан кӧра лийын. 180 °C марте 88% наре массын кугу кучымашыже эскереныт, тидыже тӱҥ шотышто лимон кислотан аконитовый кислоташке шеледалтмыжлан да умбакыже шокшо годым метилмаллеиновый ангидрид(III) лиймылан кӧра лийын (8-ше рис., b). 180 °C деч ӱлнӧ глицериныште акролеинын (акрилальдегид) раш коеш, 8b37 рисыште ончыктымо семын.
Глицеринын термогравиметрический анализше (ТГА) кок этап дене масса йомдарымаш процессым ончыктен. Тӱҥалтыш этапыште (180 гыч 220 °C марте) акролеинын лиймыже, вара 230 гыч 300 °C марте кугу температур годым кугу массын йоммыжо (8а рис.). Температур кугемме семын ацетальдегид, углекислый газ, метан да водород радам дене лийыт. Палемдыман, 300 °C температур годым массан 28% гына кодын, тидыже NADES 8(a)38,39-ын кӧргӧ свойствыжо ситыдымаш лийын кертеш манын ончыкта.
У химий кылым ыштыме нерген информацийым налаш манын, пӱртӱс кумда эвтектический растворитель-влакын (NADES) свежа ямдылыме суспензийыштым Фурье преобразований инфракрасный спектроскопий (FTIR) дене лончыленыт. Анализым NADES суспензийын спектржым ару лимон кислота (CA) да глицерин (Gly) спектр дене таҥастарен ыштыме. CA спектр 1752 1/см да 1673 1/см раш пик-влакым ончыктен, нуно C=O кылым шуйнышо вибраций-влакым ончыктат да тыгак CA-лан характерный улыт. Тылеч посна, 1360 1/см OH изгиб вибрацийыште кугу вашталтышым пӱй отпечаток регионышто эскереныт, 9-ше рисыште ончыктымо семын.
Тыгак глицерин годым ОН шуйнымо да йыгырмут вибраций-влакын вашталтышышт 3291 1/см да 1414 1/см толкын числаште лийыныт. Ынде, ямдылыме НАДЭС-ын спектржым лончылымаш дене, спектрыште кугу вашталтышым мумо. 7-ше рисыште ончыктымо семын, C=O кылым шуялтыме вибраций 1752 1/см гыч 1720 1/см марте куснен, а глицеринын -OH кылжын изгиб вибрацийже 1414 1/см гыч 1359 1/см марте куснен. Толкын числаште тыгай вашталтыш-влак электроотрицательностьын вашталтышыжым ончыктат, тидыже НАДЭС-ын структурыштыжо у химий кыл-влакын лиймыштым ончыкта.