2023年8月，beat365汪振炯副教授（通讯作者）在国际TOP期刊Carbohydrate Polymers（Q1，IF: 11.2）发表题为“γ-Cyclodextrin-based metal-organic frameworks for lactonic sophorolipid application in enhanced oil recovery”的研究性论文。

内酯型槐糖酯（LSL）具有乳化、润湿、分散和洗油等多种表面活性剂活性。然而，LSLs的水溶性较差，限制了其在石油工业中的应用。为了改善LSLs的水溶性，通过将LSL负载到γ-环糊精金属有机骨架（γ-CD-MOFs）中，获得槐糖酯-环糊精金属有机骨架复合物（LSL-CD-MOFs）,并通过N2吸附分析、X射线粉末衍射分析、傅里叶变换红外光谱和热重分析对LSL-CD-MOFs进行了表征。研究结果发现，将LSL加载到γ-CD-MOFsS中显著提高了LSL的表观水溶性，同时保持了LSL的临界胶束浓度。此外，LSL-CD-MOFs还能有效降低油水混合物的粘度，改善其乳化指标。使用油砂进行的洗油试验表明，LSL-CD MOFs的洗油效率为85.82%±2.04%，可作为原油三次采收的高效添加剂。

研究亮点

开发了内酯型槐糖脂的新型载体γ-CD-MOFs，使槐糖脂溶解度提高了10.9倍，所制备的复合物LSL-CD-MOFs的油洗效率为85.82%±2.04%。可用于增强油田三次采油效率。

研究结论

γ-CD-MOFs是一种环保型晶体和多孔材料，可作为LSL的有效载体，有效提高LSL的水溶性和驱油性能。当LSL分子被吸附到纳米颗粒内部后，高孔隙度的γ-CD-MOF晶体提供了明显的位阻，限制了LSL分子的聚集，从而提高了LSL的表观溶解度。此外，γ-CD-MOF对临界胶束浓度没有影响，但乳化指数提高了3-50倍，显著提高了降粘效率。在油砂洗油试验中，LSL-CD-MOFs的洗油效率为85.82%±2.04%，是LSL的4.2倍。总体而言，LSL-CD-MOFs作为油田EOR的环保驱油剂具有巨大的潜力。为了更好地将LSL-CD-MOFs应用于地下储层的开发，我们需要在原理结构和开采工艺方面进行进一步的研究实验。

图文赏析

图1 γ-CD-MOFs和LSL-CD-MOFs的制备示意图及洗油实验示意图

图2 γ-CD-MOFs和LSL-CD-MOFs的表征(A-SEM，B-TEM， C-XRD，D-FTIR，E-N2等温吸附线，F-TGA和DTG，G-XPS)

图3  LSL和γ-CD-MOFs的分子对接示意图（γ-CD MOFs大笼状密闭空间包裹LSL(绿棒模型为LSL，白棒模型为γ-CD-MOFs)）

图4 γ-CD-MOFs对LSL乳化性能的主要影响。(A-表面张力，B-CMC测试，C-乳化过程示意图，D-与不同介质的乳化特性示意图，E-EI24测试结果)

图5  LSL-CD MOFs的降粘效率（A-60℃, B-70℃, C-80℃）

图6  LSL-CD-MOFs的洗油实验 （A-洗涤油砂示意图，B-洗油效率，C-洗涤油砂结果图）

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.120931