Salinity-Induced Suppression of Interfacial Activity and Anisotropic Water Diffusion in Nanoscale Slits: Insights from Molecular Dynamics Simulations

肺表面活性物质 扩散 化学物理 分子动力学 热扩散率 纳米尺度 离子 材料科学 分子扩散 各向异性 提高采收率 化学 垂直的 离子键合 化学工程 盐度 水模型 长度刻度 纳米技术 表面张力 平均力势 各项异性扩散 热力学 分子
作者
Li Wei,Huan Wan,X. T. Zhang,Junhao Dai,Rui Zhang
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:42 (7): 5588-5598
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.5c05687
摘要

Understanding the coupled effects of salinity and nanoconfinement on surfactant behavior is paramount for optimizing enhanced oil recovery (EOR) in deep-sea and tight reservoirs. Herein, we employ all-atom molecular dynamics simulations to investigate the interfacial structure and dynamics of a betaine-type zwitterionic surfactant at an oil-water interface confined within a 10 nm slit, under varying NaCl concentrations (0.5, 1.0, 2.0, and 3.0 M) mimicking real deepwater tight-reservoir conditions, with oil confined in nanoscale rock pores. Our results reveal that the surfactant significantly thickens the interface and reduces water diffusivity in both parallel and perpendicular directions. Increasing the salinity partially suppresses the surfactant-induced interfacial broadening. The interfacial thickness exhibits a nonmonotonic dependence on NaCl concentration, showing a reproducible local minimum at 0.5 M and only modest variations across 1.0-3.0 M, while remaining substantially larger than the surfactant-free reference interface. This suppression is attributed to strong electrostatic interactions between the ions and the surfactant headgroups. Concurrently, the orientational order parameter of the surfactant tails decreases with increasing salinity. Crucially, water diffusion exhibits marked anisotropy: lateral diffusion is strongly hindered by high salinity, with a decreasing diffusion rate for higher salinity. In contrast, vertical diffusion remains largely insensitive to salinity with its magnitude primarily governed by geometric confinement, highlighting the dominant role of geometric confinement over solute effects in the normal direction. These findings provide atomic-level insights into the failure mechanisms of surfactant flooding in high-salinity reservoirs and design principles for next-generation EOR agents that can withstand the dual challenges of ion screening and nanoconfinement.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
TUJIDAN完成签到,获得积分10
刚刚
xr_lai发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
3秒前
3秒前
Joe完成签到,获得积分10
3秒前
风趣靳发布了新的文献求助10
4秒前
chen完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
万能图书馆的应助被CC采纳,获得10
4秒前
大个的应助被CC采纳,获得10
4秒前
5秒前
斤斤完成签到,获得积分10
5秒前
fz发布了新的文献求助10
6秒前
WXH完成签到,获得积分10
6秒前
wmf完成签到 ,获得积分10
7秒前
jnehu完成签到,获得积分10
7秒前
L7.完成签到,获得积分10
8秒前
晚上吃什么完成签到 ,获得积分10
8秒前
米小咪完成签到 ,获得积分10
9秒前
yurh完成签到,获得积分10
9秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
柳贯一发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
zhong完成签到 ,获得积分10
10秒前
不是于谦发布了新的文献求助10
10秒前
小巧紫易发布了新的文献求助10
11秒前
yazhang发布了新的文献求助20
11秒前
852的应助被Adler采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S的应助被晴朗采纳,获得10
12秒前
海燕完成签到 ,获得积分10
13秒前
waka发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
星空完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Wynter完成签到 ,获得积分10
17秒前
以诺发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7818059
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9346391
关于积分的说明 20535844
捐赠科研通 7410659
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3331877
关于科研通互助平台的介绍 2478234
邀请新用户注册赠送积分活动 2351615