Chế tạo bề mặt thép kỵ dầu có tính năng chống lắng đọng wax trên bề mặt
Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày quy trình đơn giản chế tạo bề mặt thép carbon siêu kỵ nước và kỵ dầu với tính năng siêu chống thấm nước và thấm dầu. Bề mặt thép carbon được phủ bởi lớp ZnO có cấu trúc micro/nano theo phương pháp phủ điện hóa trong thời gian khác nhau, sau đó sẽ được biến đổi hóa học với hợp chất 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyltriethoxysilane để làm giảm năng lượng bề mặt. Trong quá trình chế tạo, bề mặt thép carbon được khảo sát và đo đạc bằng SEM, XRD, EDX và FTIR. Kết quả thu được bề mặt thép carbon trở thành siêu kỵ nước với góc tiếp xúc 165±2o và kỵ dầu với góc tiếp xúc 135±2o, kỵ paraffin với góc tiếp xúc 127±2o.
Các tài liệu tham khảo
Jinghao Yang, Yingda Lu, Nagu Daraboina, and Cem Sarica, “Wax deposition mechanisms: Is the current description sufficient?”, Fuel, Vol. 275, 2020. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.117937.
Yuzhen Guo, Weiping Li, Liqun Zhu, Zhiwei Wang, and Huicong Liu, “Phosphoric chemical conversion coating with excellent wax-repellent performance”, Applied Surface Science, Vol. 259, pp. 356 - 361, 2012. DOI: 10.1016/j.apsusc.2012.07.051.
A. L. Sousa, H. A. Matos, and L. P. Guerreiro, “Preventing and removing wax deposition inside vertical wells: A review”, Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, Vol. 9, No. 3, pp. 2091 - 2107, 2019. DOI: 10.1007/s13202-019-0609-x.
Yuzhen Guo, Weiping Li, Liqun Zhu, and Huicong Liu, “An excellent non-wax-stick coating prepared by chemical conversion treatment”, Materials Letters, Vol. 72, pp. 125 - 127, 2012. DOI: 10.1016/j.matlet.2011.12.079.
Zhiwei Wang, Liqun Zhu, Huicong Liu, and Weiping Li, “A conversion coating on carbon steel with good anti-wax performance in crude oil”, Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 112, pp. 266 - 272, 2013. DOI: 10.1016/j.petrol.2013.11.013.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Philippe Brunet, Yannick Coffinier, and Rabah Boukherroub, “Quantitative testing of robustness on superomniphobic surfaces by drop impact”, Langmuir, Vol. 26, No. 23, pp. 18369 - 18373, 2010. DOI: 10.1021/la103097y.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Renaud Dufour, Vincent Thomy, Vincent Senez, Rabah Boukherroub, and Yannick Coffinier, “Fabrication of superhydrophobic and highly oleophobic silicon-based surfaces via electroless etching method”, Applied Surface Science, Vol. 295, pp. 38 - 43, 2014. DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.12.166.
Arun K. Kota, Gibum Kwon, and Anish Tuteja, “The design and applications of superomniphobic surfaces”, NPG Asia Materials, Vol. 6, pp. 1 - 16, 2014. DOI: 10.1038/am.2014.34.
N. Valipour Motlagh, F.Ch. Birjandi, J. Sargolzaei, and N. Shahtahmassebi, “Durable, superhydrophobic, superoleophobic and corrosion resistant coating on the stainless steel surface using a scalable method”, Applied Surface Science, Vol. 283, pp. 636 - 647, 2013. DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.06.160.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Nguyen Thi Ngoc Tien, Nguyen Hoang Luong, Tran Thu Hang, Nguyen Van Kiet, and Nguyen Phan Anh, “Micro/nanostructured ZnO-based superhydrophobic steel surface with enhanced corrosion protection”, Petrovietnam Journal, Vol. 6, pp. 59 - 66, 2022. DOI: 10.47800/PVJ.2022.06-07.
Nan Wang, Dangsheng Xiong, Yaling Deng, Yan Shi, and Kun Wang, “Mechanically robust superhydrophobic steel surface with anti-icing, UV-durability, and corrosion resistance properties”, ACS Applied Materirals and Interfaces, Vol. 7, No. 11, pp. 6260 - 6272, 2015. DOI: 10.1021/acsami.5b00558.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Rabah Boukherroub, Vincent Thomy, and Yannick Coffinier, “Micro-and nanostructured silicon-based superomniphobic surfaces”, Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 416, pp. 280 - 288, 2014. DOI: 10.1016/j.jcis.2013.10.065.
Tianqi Guo, Liping Heng, Miaomiao Wang, Jianfeng Wang, and Lei Jiang, “Robust underwater oil-repellent material inspired by columnar nacre”, Advanced Materials, Vol. 28, No. 38, pp. 8505 - 8510, 2016. DOI: 10.1002/adma.201603000.
Hong-Liang Li, Yingchun Zhu, Dongsheng Xu, Yong Wan, Linhua Xia, and Xiu-song Zhao, “Vapor-phase silanization of oxidized porous silicon for stabilizing composition and photoluminescence”, Journal of Applied Physics, Vol. 105, No. 11, 2009. DOI: 10.1063/1.3133209.
Lichao Gao and Thomas J. McCarthy, “A perfectly hydrophobic surface (θA/θR = 180°/180°)”, Journal of the American Chemical Society, Vol. 128, No. 28, pp. 9052 - 9053, 2006. DOI: 10.1021/ja062943n.
HaoYang, Xingjuan Zhang, Zhi-Qi Cai, Pihui Pi, Dafeng Zheng, Xiufang Wen, Jiang Cheng, Zhuo-ru Yang, "Functional silica film on stainless steel mesh with tunable wettability", Surface and Coatings Technology, Vol. 205, No. 23 - 24, pp. 5387 - 5393, 2011. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2011.05.049.
Sirong Yu and Hao Li, “Fabrication of superhydrophobic and oleophobic zinc coating on steel surface”, Materials Science and Technology, Vol. 33, No. 11, pp. 1290 - 1297, 2017, DOI: 10.1080/02670836.2017.1288675.
Nguyen Thi Phuong Nhung, Nguyen Viet Chien, Nguyen Dang Nam, Tran Phuong Huy, Nguyen Van Kiet, and Nguyen Van Duy, “Simple method to fabricate superhydrophobic carbon steel surface”, Petrovietnam Journal, Vol. 10, pp. 44 - 47, 2016. [Online]. Available: http://pvj.vn/index.php/TCDK/article/view/349.
Hui Lu, Xiangyang Zhai, Wenwu Liu, Mei Zhang, and Min Guo, “Electrodeposition of hierarchical ZnO nanorod arrays on flexible stainless steel mesh for dye-sensitized solar cell”, Thin Solid Films, Vol. 586, pp. 46 - 53, 2015. DOI: 10.1016/j.tsf.2015.04.056.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
