在模拟的深部咸水含水层条件下，二氧化碳/盐水发泡技术增强了纤维素纳米晶体和椰烷基胺的传输效果

《Energy & Fuels》：CO2/Brine Foaming Enhances the Transport of Cellulose Nanocrystals and Cocoalkylamine in Mimicked Deep Saline Aquifer Conditions

纳米颗粒泡沫封存CO2技术研究：通过优化纤维素纳米晶体（CNCs）与表面活性剂CAA的配比，在模拟地下条件（60℃、1500 psi）下实现CO2泡沫稳定封存超过24小时，同时减少盐水渗漏。CNCs在盐水中的孔隙阻塞效应与CAA协同作用显著提升岩层穿透性，为深层封存提供新策略。

　　

将纳米粒子应用于通过泡沫稳定技术实现二氧化碳（CO₂）的封存，有望提高碳储存的安全性。在本研究中，使用纤维素纳米晶体（CNCs）和表面活性剂双(2-羟基乙基)椰油烷基胺（CAA）将CO₂封装在泡沫结构中，使其在盐水中有效保留超过24小时。所有实验均在60°C和1500 psi的条件下进行，以模拟地下储层环境。研究发现，通过优化二氧化碳与纤维素纳米晶体分散液的比例，可以获得更高品质的泡沫（75%），从而捕获更多的CO₂；而较低品质的泡沫（50%）虽然需要更多的纤维素纳米晶体，但捕获的CO₂量较少。观察结果显示，当单独使用纤维素纳米晶体或CAA时，泡沫会形成，并且CO₂泡沫具有稳定性，但会出现相分离现象——较轻的泡沫层会沉积在较密的盐水上。然而，当使用CAA和纤维素纳米晶体的混合物制备泡沫时，在24小时内并未发生盐水渗漏现象。这一现象是由于CO₂和CAA的存在降低了界面张力，以及纤维素纳米晶体能够稳定泡沫结构所致。此外，分散在盐水中的纤维素纳米晶体无法渗透岩石孔隙，表明其具有堵塞孔隙的作用。相反，在CO₂的作用下，纤维素纳米晶体稳定的泡沫提高了其在Berea砂岩芯中的移动性，当CAA和纤维素纳米晶体协同使用时效果最佳，这凸显了纤维素纳米晶体泡沫在地下咸水含水层中安全高效封存CO₂的潜力。