張 燕，丁明山，任嗣利

(1.蘭州交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，蘭州 730070；2.中國(guó)石化勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院；3.江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)院)

由于風(fēng)化油砂礦表面為親油性，在油砂水基分離過(guò)程中瀝青難以從沙粒表面脫附，導(dǎo)致瀝青的提取效率較低。為解決這一問(wèn)題，有必要在礦漿中注入適宜的表面活性劑，改變油砂表面的潤(rùn)濕性，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)濕性由親油向親水的方向反轉(zhuǎn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究用于潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)的陽(yáng)離子表面活性劑主要是十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)[1]，研究表明，利用陽(yáng)離子表面活性劑改變二氧化硅表面的潤(rùn)濕性可以獲得較高的瀝青油剝離效率。Bi Zhichu等[2]發(fā)現(xiàn)當(dāng)CTAB在潔凈的二氧化硅表面形成單層吸附時(shí)，水的潤(rùn)濕角增大，固體表面變?yōu)橹行詽?rùn)濕，隨著活性劑濃度的繼續(xù)升高，形成雙層吸附后，固體表面變?yōu)槿跛疂?。CTAB在固體表面的吸附比較復(fù)雜，在親水性基底上的吸附量及吸附形態(tài)會(huì)隨著其結(jié)構(gòu)和濃度的改變而不同[3]。低濃度條件下，通過(guò)靜電吸附使二氧化硅表面電荷被中和形成單層吸附；高濃度時(shí)，表面活性劑烷基鏈間的疏水吸引力形成雙層吸附，從而導(dǎo)致二氧化硅表面的電性反轉(zhuǎn)而帶正電荷。CTAB在二氧化硅表面的吸附除了與濃度有關(guān)，還會(huì)受到電解質(zhì)的影響。Atkin等[4]考察了溴化鉀(KBr)作為電解質(zhì)對(duì)不同濃度CTAB在二氧化硅表面吸附過(guò)程的影響，100 s左右CTAB開(kāi)始在硅片上吸附，隨著時(shí)間的推移，硅片上的CTAB會(huì)被KBr替代，這種替代行為會(huì)導(dǎo)致二氧化硅表面的潤(rùn)濕性變化。Velegol等[5]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)CTAB的濃度與臨界膠束濃度(CMC)的比值從0.9增加到1.0時(shí)，無(wú)論溶液中是否有KBr，CTAB在二氧化硅表面上的吸附形態(tài)都會(huì)由短棒狀變?yōu)殚L(zhǎng)條的蠕蟲(chóng)狀。Wanless等[6]研究也證實(shí)KBr的加入使CTAB的吸附形態(tài)由雙層吸附轉(zhuǎn)變?yōu)閳A柱狀。雖然已有采用原子力顯微鏡(AFM)形貌掃描[7-9]和吸附動(dòng)力學(xué)[10-11]等方法對(duì)陽(yáng)離子表面活性劑這種復(fù)雜界面行為進(jìn)行研究的報(bào)道，但研究結(jié)果仍存在一定的局限。將AFM膠體探針技術(shù)作為研究膠體間微觀力學(xué)行為的測(cè)試手段，能揭示陽(yáng)離子表面活性劑在二氧化硅表面的界面行為，進(jìn)而為提高瀝青回收率提供可靠的研究方法。

本研究在陽(yáng)離子表面活性劑CTAB溶液中，利用AFM原位檢測(cè)二氧化硅表面間的膠體作用力，通過(guò)膠體作用力的變化來(lái)判斷CTAB在二氧化硅表面的吸附行為。在相應(yīng)的溶液環(huán)境中測(cè)試二氧化硅表面的Zeta電位，以驗(yàn)證二氧化硅表面間的長(zhǎng)程作用力。結(jié)合AFM提供的作用力及二氧化硅表面的Zeta電位來(lái)研究CTAB的濃度及電解質(zhì)的存在對(duì)二氧化硅表面潤(rùn)濕性的影響。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原 料

CTAB，CMC約為0.9 mmol/L，購(gòu)于Alfa公司；KCl，色譜純，購(gòu)于Alfa公司；HCl和H2O2(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%)均為分析純，購(gòu)于上海三友試劑廠(chǎng)；NaOH和乙醇均為分析純，購(gòu)于西隴化工股份有限公司；H2SO4，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，購(gòu)于白銀良友化學(xué)試劑有限公司；水為超純水，其電阻率為18.25 MΩ·cm；二氧化硅，粒徑約為8 μm，購(gòu)于美國(guó)Duke Scientific公司，用于制備膠體探針；二氧化硅微粒，粒徑約為3 μm，購(gòu)于上海CNPC粉體材料公司，用于測(cè)試Zeta電位；環(huán)氧樹(shù)脂膠，型號(hào)為DP-190，購(gòu)于3M公司。

1.2 探針和親水性基底的制備

利用AFM(型號(hào)為Multimode 8，由Bruker公司生產(chǎn))測(cè)試砂粒間的相互作用力。首先將二氧化硅黏附到V形針尖懸臂梁末端制備膠體探針，放置24 h以上。采用高倍顯微鏡(50倍)觀察二氧化硅和膠體探針的形貌(見(jiàn)圖1)。每次用AFM測(cè)試相互作用力前采用等離子濺射儀清洗針尖10 min，去除探針上可能存在的污染物，使探針表面為親水性。膠體探針的彈性常數(shù)采用Thermal Tune法進(jìn)行校準(zhǔn)。

圖1 采用高倍顯微鏡觀察的二氧化硅和膠體探針的形貌

為了獲得完全親水的基底，將面積為12 mm×12 mm(長(zhǎng)×寬)的硅片置于90 ℃的Piranha溶液[98%(w)H2SO4和30%(w)H2O2的體積比為7∶3]中清洗30 min。然后用超純水和乙醇沖洗，在超聲波清洗儀中處理30 min，最后用超純水沖洗，超純氮?dú)獯蹈?，獲得完全親水的基底。

1.3 二氧化硅表面間膠體作用力的測(cè)試

二氧化硅表面間作用力測(cè)試的具體操作過(guò)程[12-14]是：在O型密封圈內(nèi)測(cè)試探針與二氧化硅表面間的相互作用，測(cè)試時(shí)注入溶液浸沒(méi)膠體探針與二氧化硅表面，注入溶液時(shí)速度緩慢，防止氣泡進(jìn)入小室。穩(wěn)定時(shí)間分別為10，30，60 min，測(cè)試過(guò)程施加的最大壓力值為10 mNm。當(dāng)馬達(dá)帶動(dòng)基底向上靠近二氧化硅探針時(shí)獲得二氧化硅表面間的長(zhǎng)程作用力，探針與二氧化硅接觸后立刻離開(kāi)，此時(shí)得到二氧化硅表面間的黏著力。為了保證力曲線(xiàn)的可重復(fù)性，每組樣品測(cè)試至少3個(gè)基底表面，每個(gè)基底表面測(cè)試10個(gè)點(diǎn)。由于長(zhǎng)程作用力的重復(fù)性比較高，所以在作圖時(shí)僅選取一條曲線(xiàn)代表長(zhǎng)程作用力。在分析黏著力時(shí)，由于探針從基底表面脫離時(shí)需要克服的黏著力變化較大，因此在統(tǒng)計(jì)時(shí)每組樣品統(tǒng)計(jì)數(shù)量為100組。為了減小探針尺寸大小對(duì)長(zhǎng)程作用力和黏著力的影響，對(duì)測(cè)試結(jié)果均除以探針小球半徑。所有的測(cè)試均在室溫(25 ℃)下進(jìn)行。

1.4 二氧化硅微粒表面Zeta電位的測(cè)試

采用高分辨Zeta電位分析儀(型號(hào)是Zeta PALS，由Brookhaven布魯克海文生產(chǎn))測(cè)量二氧化硅微粒表面的Zeta電位。稱(chēng)取二氧化硅微粒(粒徑約為3 μm)配制成質(zhì)量濃度為0.1 gmL的二氧化硅懸濁液。所有測(cè)試溶液pH調(diào)節(jié)為5.5左右。每組樣品測(cè)試5次，每次測(cè)試循環(huán)5輪，然后計(jì)算測(cè)試結(jié)果的平均值及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。所有樣品的Zeta電位測(cè)量均在室溫(25 ℃)下進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 CTAB濃度的影響

兩個(gè)表面間的膠體作用力如果只包含范德華力和靜電作用力，那么可以與經(jīng)典的DLVO理論值擬合[15]，如果兩個(gè)表面間的范德華力比較微弱，而靜電作用力和疏水吸引力占主導(dǎo)，那么兩表面間的作用力就應(yīng)與擴(kuò)展的DLVO(E-DLVO)理論值相擬合[16]。靜電作用力與表面電荷有關(guān)，可以由物質(zhì)表面的Zeta電位反映出來(lái)，而疏水作用力往往與表面潤(rùn)濕性有關(guān)。

2.1.1 CTAB濃度對(duì)二氧化硅表面間作用力的影響不同濃度的CTAB溶液中，隨著穩(wěn)定時(shí)間的變化，二氧化硅表面間的長(zhǎng)程作用力變化見(jiàn)圖2，二氧化硅表面間的黏著力的變化見(jiàn)表1。由圖2和表1可以看出：在不含電解質(zhì)的溶液中，當(dāng)CTAB的濃度由0.03 mmol/L增加為0.05 mmol/L時(shí)，長(zhǎng)程作用力為吸引力，由3.6 mN/m增加為6 mN/m，而黏著力由4.1 mN/m增加為7.8 mN/m；當(dāng)CTAB的濃度由0.07 mmol/L增加為0.10 mmol/L時(shí)，長(zhǎng)程作用力雖然仍為吸引力，但隨著濃度的增加長(zhǎng)程作用力和黏著力逐漸減小；當(dāng)溶液中CTAB的濃度增大為1.0 mmol/L和10 mmol/L時(shí)，長(zhǎng)程作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榕懦饬?，黏著力?。隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)，在同一濃度的CTAB溶液中，長(zhǎng)程作用力和黏著力幾乎沒(méi)有改變。CTAB在二氧化硅表面的吸附量只隨著濃度的增加而增加，吸附形態(tài)由低濃度的單層吸附逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦邼舛鹊碾p層吸附[17]。

圖2 CTAB溶液中二氧化硅表面間的長(zhǎng)程作用力隨穩(wěn)定時(shí)間的變化(實(shí)線(xiàn)為E-DLVO理論值曲線(xiàn))□—10 min； ○—30 min； △—60 min。 圖4同

表1 CTAB溶液中二氧化硅表面間的黏著力隨穩(wěn)定時(shí)間的變化 mN/m

圖3 CTAB的濃度對(duì)二氧化硅微粒表面Zeta電位的影響CTAB濃度，mmol/L： ●—0.01; ▲—0.03 ; ◆—0.10; ■—1.0; ★—10

2.1.2 CTAB濃度對(duì)二氧化硅表面Zeta電位的影響CTAB濃度對(duì)二氧化硅微粒表面Zeta電位的影響見(jiàn)圖3。由圖3可以看出：二氧化硅表面Zeta電位隨著CTAB濃度的升高逐漸增大，甚至反轉(zhuǎn)為正值；當(dāng)CTAB濃度為0.01 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面的Zeta電位約為-20 mV；當(dāng)CTAB濃度增加為0.03 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面的Zeta電位開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)檎担⑶译S著CTAB濃度增加，Zeta電位繼續(xù)增大；當(dāng)CTAB的濃度增加至1.0 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面的Zeta電位為52 mV左右，長(zhǎng)程作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榕懦饬?，黏著力?，此時(shí)CTAB在二氧化硅表面形成完整而致密的雙層排布，故靜電作用力占主導(dǎo)。繼續(xù)增大CTAB的濃度為10 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面的Zeta電位增幅不大，為55 mV左右?？梢?jiàn)，CTAB的濃度高于CMC時(shí)就能使二氧化硅表面的水潤(rùn)性發(fā)生徹底反轉(zhuǎn)。

2.1.3 CTAB濃度對(duì)二氧化硅表面疏水作用力常數(shù)的影響CTAB濃度對(duì)二氧化硅表面疏水作用力常數(shù)的影響見(jiàn)表2。由表2可以看出：在同一濃度的CTAB溶液中隨著系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)疏水作用力常數(shù)不變，說(shuō)明在某一濃度下，CTAB在二氧化硅表面的吸附有一個(gè)飽和度，這個(gè)結(jié)果與Atkin[17]的研究結(jié)果相吻合。隨著CTAB濃度的增加二氧化硅表面間的長(zhǎng)程吸引力和黏著力均先增大再減小，相應(yīng)的疏水作用力常數(shù)也先增大再減小，當(dāng)CTAB濃度由0.01 mmol/L增大為0.05 mmol/L時(shí)，疏水作用力常數(shù)由6×10-21J增加到1×10-18J，二氧化硅基片表面疏水性增強(qiáng)。CTAB的濃度由0.07 mmol/L增加到0.1 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面間的長(zhǎng)程吸引力和黏著力均減小，相應(yīng)的疏水作用力常數(shù)由8.5×10-19J減小為6×10-20J，二氧化硅基片表面疏水性減弱。當(dāng)CTAB濃度增加到1.0 mmol/L和10 mmol/L時(shí)，疏水作用力常數(shù)均為3×10-21J，二氧化硅表面間只存在靜電作用力和范德華力，說(shuō)明二氧化硅表面徹底轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性。

表2 CTAB的濃度對(duì)二氧化硅表面疏水作用力常數(shù)的影響 J

2.2 電解質(zhì)的影響

2.2.1 電解質(zhì)對(duì)二氧化硅表面間作用力的影響向不同濃度的CTAB溶液中分別加入KCl，使其濃度為10 mmol/L，隨著穩(wěn)定時(shí)間的變化，二氧化硅表面間膠體作用力的變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖4，二氧化硅表面間的黏著力變化見(jiàn)表3。由圖4(a)和表3可以看出：當(dāng)CTAB濃度為0.03 mmol/L時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間為10 min，長(zhǎng)程排斥力非常微弱，在距離為3 nm處為弱吸引力，黏著力為2.5 mN/m；當(dāng)穩(wěn)定時(shí)間從30 min延長(zhǎng)至60 min時(shí)，長(zhǎng)程排斥力逐漸增大，相應(yīng)的黏著力由2.2 mN/m減小為1.6 mN/m。

圖4 在CTAB溶液中加入KCl后二氧化硅表面間的作用力隨穩(wěn)定時(shí)間的變化

此時(shí)CTAB在二氧化硅表面的吸附是單層吸附，并且吸附量隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小。

由圖4(b)～(e)可以看出：當(dāng)CTAB的濃度低于CMC時(shí)，隨著濃度的增加，CTAB在二氧化硅表面的吸附量增加，但是加入電解質(zhì)KCl會(huì)導(dǎo)致二氧化硅表面間的膠體作用力隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生改變。這是由于KCl的加入導(dǎo)致CTAB在二氧化硅表面發(fā)生不同程度的解吸附。以上試驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)所報(bào)道的結(jié)果相似[17]，即在低濃度的CTAB溶液中加入濃度為10 mmol/L的電解質(zhì)，觀察到二氧化硅表面基底上的CTAB吸附量很快減少最后完全消失。

由圖4(f)～(g)可以看出：當(dāng)CTAB的濃度增大為1.0 mmol/L時(shí)，長(zhǎng)程作用力為強(qiáng)排斥力，黏著力為0，且在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中所獲得的作用力幾乎無(wú)差異，此時(shí)CTAB在二氧化硅表面的形成致密的雙層吸附。當(dāng)CTAB溶液的濃度增加為10 mmol/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與濃度為1.0 mmol/L時(shí)差別較小?？梢?jiàn)只要CTAB的濃度大于CMC時(shí)，在二氧化硅表面形成致密的雙層吸附或者膠束，就不會(huì)因電解質(zhì)的存在而被取代。

表3 在CTAB溶液中加入KCl后二氧化硅表面間的黏著力隨穩(wěn)定時(shí)間的變化 mN/m

2.2.2 電解質(zhì)對(duì)二氧化硅表面Zeta電位的影響向不同濃度的CTAB溶液中加入濃度為10 mmol/L的電解質(zhì)KCl溶液，二氧化硅表面的Zeta電位隨著時(shí)間的變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖5。由圖5可以看出：在濃度為0.01 mmol/L的CTAB溶液中加入10 mmol/L KCl時(shí)，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)二氧化硅表面的Zeta電位升高(電負(fù)性減小)，穩(wěn)定時(shí)間分別為10，30，60 min時(shí)，Zeta電位依次為-37，-32，-25 mV；當(dāng)CTAB的濃度從0.03 mmol/L增加到0.10 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面的Zeta電位持續(xù)升高；同一濃度的CTAB溶液中，二氧化硅表面的Zeta電位隨著穩(wěn)定時(shí)間的推移電負(fù)性逐漸增強(qiáng)；當(dāng)CTAB濃度進(jìn)一步增加為1.0 mmol/L和10 mmol/L時(shí)，在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)Zeta電位一直穩(wěn)定在70 mV左右?？梢?jiàn)，在濃度低于1.0 mmol/L的CTAB溶液中加入濃度為10 mmol/L的KCl溶液，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)，二氧化硅表面的Zeta電位變化幅度較大，這種變化是由于電解質(zhì)的解吸附作用影響了CTAB在二氧化硅表面的吸附所造成的。

圖5 向不同濃度的CTAB溶液中加入電解質(zhì)對(duì)二氧化硅微粒表面Zeta電位的影響CTAB濃度，mmol/L： ■—0; ●—0.01; ▲—0.03; ◆—0.1; ■—1.0; ★—10

2.2.3 電解質(zhì)對(duì)二氧化硅表面疏水作用力常數(shù)的影響CTAB溶液中加入電解質(zhì)后，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)影響二氧化硅表面間的膠體作用力，這可以通過(guò)疏水作用力常數(shù)來(lái)證實(shí)。電解質(zhì)對(duì)疏水作用力常數(shù)的影響見(jiàn)表4。由表4可以看出：CTAB濃度為0.03 mmol/L的溶液中加入濃度為10 mmol/L的KCl溶液時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間為10 min，疏水作用力常數(shù)為9×10-21，當(dāng)穩(wěn)定時(shí)間延長(zhǎng)為60 min，疏水作用力常數(shù)減小為5×10-21，說(shuō)明二氧化硅表面的疏水性隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱；在濃度較低時(shí)，CTAB在二氧化硅表面呈單層吸附狀態(tài)，由于KCl將吸附在二氧化硅表面的CTAB取代[15]，導(dǎo)致吸附的CTAB總量減少；當(dāng)CTAB的濃度由0.05 mmol/L增加到0.10 mmol/L時(shí)，二氧化硅表面間長(zhǎng)程作用力為吸引力，表明CTAB在二氧化硅表面形成雙層吸附，疏水吸引力常數(shù)隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)而增大；當(dāng)CTAB的濃度增大為1.0 mmol/L時(shí)，疏水作用力常數(shù)為3×10-21J，表明二氧化硅表面的潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，CTAB在二氧化硅表面形成致密的雙層吸附；當(dāng)CTAB的濃度增加為10 mmol/L時(shí)，疏水作用力常數(shù)仍然穩(wěn)定為3×10-21J。可見(jiàn)，只要CTAB的濃度大于CMC，在二氧化硅表面形成致密的雙層吸附或者膠束，就不會(huì)因電解質(zhì)的存在而被取代。

表4 電解質(zhì)對(duì)二氧化硅表面疏水作用力常數(shù)的影響 J

2.3 電解質(zhì)與CTAB協(xié)同作用的討論

CTAB在二氧化硅表面的吸附及被電解質(zhì)取代的過(guò)程示意見(jiàn)圖6。在不含電解質(zhì)的低濃度溶液中，CTAB在帶負(fù)電荷的二氧化硅表面通過(guò)靜電作用實(shí)現(xiàn)單層吸附即親水基朝向二氧化硅表面而疏水基團(tuán)朝向水溶液，這使得二氧化硅基片表面疏水性增強(qiáng)。CTAB的濃度進(jìn)一步增加，由于CTAB尾基鏈-鏈間的疏水吸引力，形成頭基朝向水溶液的雙層吸附，二氧化硅表面潤(rùn)濕性再次向親水性方向轉(zhuǎn)變。雙層吸附的形成過(guò)程是：首先陽(yáng)離子表面活性劑分子通過(guò)靜電吸引力在二氧化硅表面形成單層吸附，然后通過(guò)疏水性尾基間的疏水吸引力形成第二層吸附。這樣的雙層吸附不僅增強(qiáng)了二氧化硅表面的正電性，而且減小了二氧化硅表面的疏水性。

當(dāng)向低濃度的CTAB溶液中加入KCl時(shí)，CTAB在二氧化硅表面呈單層吸附狀態(tài)，二氧化硅表面的疏水性隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱。這是由于吸附在二氧化硅表面的CTAB被KCl取代，減少了吸附在二氧化硅表面的CTAB總量。隨著CTAB濃度的進(jìn)一步增加，疏水作用力常數(shù)隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，表明二氧化硅表面的疏水性逐漸增強(qiáng)。原因是隨著CTAB溶液濃度的增大，在二氧化硅表面形成雙層吸附，但是由于電解質(zhì)的解吸附作用，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)，KCl將第二層CTAB取代導(dǎo)致吸附形態(tài)變成單層吸附[如圖6(b)所示]，從而增強(qiáng)了二氧化硅表面的疏水性。可見(jiàn)，當(dāng)CTAB的濃度低于CMC時(shí)，隨著濃度的增加，CTAB在二氧化硅表面的吸附量增加，由于電解質(zhì)KCl的加入導(dǎo)致CTAB在二氧化硅表面發(fā)生不同程度的解吸附，使得二氧化硅表面間的膠體作用力隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生改變。當(dāng)CTAB濃度大于CMC時(shí)，在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)Zeta電位一直穩(wěn)定在70 mV左右，二氧化硅表面間的長(zhǎng)程作用力為排斥力，黏著力為0，疏水作用力常數(shù)也非常穩(wěn)定，表明在CTAB濃度高于CMC的溶液中，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)，二氧化硅表面的電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，并不會(huì)被電解質(zhì)取代。

圖6 CTAB在二氧化硅表面的吸附及被電解質(zhì)取代的過(guò)程示意 —CL-； —CTAB

3 結(jié) 論

(1) CTAB的濃度、電解質(zhì)、吸附穩(wěn)定時(shí)間均會(huì)影響二氧化硅表面間的膠體作用力和二氧化硅表面的潤(rùn)濕性。隨著CTBA濃度的增加，無(wú)論溶液中是否加入電解質(zhì)KCl溶液，CTAB在二氧化硅表面的吸附量也會(huì)不斷增加，長(zhǎng)程作用力由吸引力轉(zhuǎn)變?yōu)榕懦饬?，相?yīng)的黏著力先增大后減小最終為0，這表明CTAB在二氧化硅表面的吸附由單層吸附轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿碾p層吸附，二氧化硅表面的潤(rùn)濕性由親水性變?yōu)槭杷宰詈笥洲D(zhuǎn)變?yōu)橛H水性。

(2) 當(dāng)CTAB溶液中含有濃度為10 mmol/L 的KCl時(shí)，CTAB濃度較低時(shí)，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)，長(zhǎng)程作用力由弱吸引力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榕懦饬?，相?yīng)的黏著力減??；CTAB濃度較高時(shí)，隨著穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)，長(zhǎng)程吸引力逐漸增強(qiáng)，相應(yīng)的黏著力也增加。當(dāng)CTAB濃度增大到1.0 mmol/L和10 mmol/L時(shí)，在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，長(zhǎng)程作用力為排斥力，黏著力為0。電解質(zhì)的加入及測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)所獲得的二氧化硅表面間膠體作用力的變化能反應(yīng)出CTAB在二氧化硅表面吸附形態(tài)改變的情況，從而反映出二氧化硅表面潤(rùn)濕性的變化。

(3) 二氧化硅表面的長(zhǎng)程作用力和黏著力測(cè)試結(jié)果均可由二氧化硅表面的Zeta電位來(lái)驗(yàn)證。CTAB在二氧化硅表面的吸附對(duì)其表面間的膠體作用力和表面電荷有重大的影響，從而導(dǎo)致表面潤(rùn)濕性的改變，并且所獲得的二氧化硅表面間的長(zhǎng)程作用力與包含疏水作用力的E-DLVO理論值能很好地?cái)M合。試驗(yàn)結(jié)果不僅能為CTAB在二氧化硅表面的吸附或者解吸附所改變的表面潤(rùn)濕性提供理論論證，而且能為提高油砂中瀝青油的收率提供理論依據(jù)。因此為了提高瀝青的回收效率，在油砂水基分離過(guò)程中需要考慮CTAB的濃度、電解質(zhì)、吸附穩(wěn)定時(shí)間等因素的影響。