一种氧化石墨烯纳米片及其制备方法

摘要

本发明涉及纳米片材料制备技术领域，具体公开了一种氧化石墨烯纳米片，同时还公开了其制备方法。本发明提供的氧化石墨烯纳米片包括氧化石墨烯片，所述氧化石墨烯片的一面接枝有CB[n]，所述氧化石墨烯片的另一面接枝有苯乙烯‑甲基丙烯酸甲酯共聚物。本发明提供的氧化石墨烯纳米片具有良好的耐温抗盐性，作为驱替剂使用时，可以聚集于油水界面上，形成具有粘弹性的界面膜，界面膜稳定性好，在低浓度下能够显著提高纳米流体的驱油效率。

权利要求

1.一种氧化石墨烯纳米片，其特征在于，包括氧化石墨烯片，所述氧化石墨烯片的一面接枝有CB[n]，所述氧化石墨烯片的另一面接枝有苯乙烯‑甲基丙烯酸甲酯共聚物，所述氧化石墨烯纳米片的结构包括：PS‑co‑PMMA/GO/CB[n]；所述CB[n]为CB[6]或CB[7]。

2.一种权利要求1所述的氧化石墨烯纳米片的制备方法，其特征在于，包括步骤：（1）将氧化石墨烯片分散在NaCl水溶液中，制成分散液1；

将偶氮二异丁腈、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯溶解于煤油中，制成溶液2；

将硝酸铈铵溶于水，制成溶液3；

将CB[n]丙烯酰胺溶于水，制成溶液4；所述溶液4中，所述CB[n]丙烯酰胺的浓度为6‑

18g/L，所述CB[n]丙烯酰胺为CB[6]丙烯酰胺或CB[7]丙烯酰胺；

其中，所述CB[6]丙烯酰胺的制备方法为：将400mg的HO‑CB[6]溶于12 mL的甲烷磺酸中，冰浴冷却，加入6.4 mL的丙烯腈、3mL的三氟甲烷磺酸，在50℃反应5h，反应结束后用丙酮沉淀，所得固体用丙酮清洗三次，之后再放入真空干燥箱干燥12h，得到CB[6]丙烯酰胺；

所述CB[7]丙烯酰胺的制备方法为：将500mg的HO‑CB[7]溶于12 mL的甲烷磺酸中，冰浴冷却，加入7.0 mL的丙烯腈、3mL的三氟甲烷磺酸，在50℃反应5h，反应结束后用丙酮沉淀，所得固体用丙酮清洗三次，之后再放入真空干燥箱干燥12h，得到CB[7]丙烯酰胺；

（2）氮气保护下，先将所述溶液2加入到所述分散液1中，之后加入溶液3，搅拌，之后加入溶液4，然后在35‑45℃反应10‑15h，之后升温至70‑90℃继续反应5‑10小时，反应结束，收集固体粉末，所得固体粉末经洗涤获得氧化石墨烯纳米片。

3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述分散液1中，氧化石墨烯片的含量为0.8‑1.2g/L，所述NaCl水溶液中NaCl的浓度为10‑15 g/L。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶液2中，偶氮二异丁腈的浓度为

0.015‑0.030mol/L，所述甲基丙烯酸甲酯的浓度为1.2‑2.0mol/L，所述苯乙烯的浓度为

0.2‑0.7mol/L。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶液2中，所述甲基丙烯酸甲酯和所述苯乙烯的摩尔比为（2‑9）：1。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶液3中，所述硝酸铈铵的浓度为

30‑35g/L。

7.根据权利要求2‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散液1、溶液2、溶液3、溶液4以体积比（3‑4）：（1‑1.5）：（1‑1.2）：（1‑1.2）进行混合反应。

8.一种采油驱替剂，其特征在于，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸），以及权利要求1所述的氧化石墨烯纳米片，所述氧化石墨烯纳米片、聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）以质量比10:1:1混合。

说明书

一种氧化石墨烯纳米片及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纳米片材料制备技术领域，特别是涉及一种氧化石墨烯纳米片，同时还涉及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着经济的快速发展，人类对石油能源的需求越来越明显。目前，开发大量新的油气田越来越困难，因此，迫切需要在现有油气田的基础上最大限度地提高石油的采收率。在二次采油阶段之后，三次采油技术对于进一步提取低渗透油藏中的剩余原油至关重要，但目前常用的化学驱替剂在向前运移过程中的降解和吸附等问题限制了化学驱替剂的使用。因此，迫切需要提供用于提高石油采收率的新型驱替剂材料。

[0003] Janus材料的两面分别具有亲水性和疏水性，即在同一材料的界面具有不同的特性。在各种Janus材料中，二维（2D）Janus纳米片由于其高度的各向异性形状和不对称的化学性质使其具有特殊润湿性，这种两亲的Janus纳米流体可以聚集于油水界面并形成粘弹性界面膜，实现智能高效找油，从而显著提升驱油性能，且降低驱油剂的用量。然而，目前使用的Janus材料在高温高盐的地质环境下，纳米流体和盐离子之间的碰撞使得其更容易发生聚集沉淀，从而降低甚至破坏驱油性能。

[0004] 鉴于以上原因，本发明旨在提供一种新的二维（2D）Janus纳米片材料，即一种氧化石墨烯纳米片材料，以获得在高温高盐环境下稳定的驱替剂。

发明内容

[0005] 本发明主要解决的技术问题是提供一种氧化石墨烯纳米片，同时还提供了一种氧化石墨烯纳米片的制备方法，本发明提供的氧化石墨烯纳米片可以应用于三次采油领域，作为采用驱替剂使用。

[0006] 为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种氧化石墨烯纳米片，包括氧化石墨烯片，所述氧化石墨烯片的一面接枝有CB[n]，所述氧化石墨烯片的另一面接枝有苯乙烯‑甲基丙烯酸甲酯共聚物，所述氧化石墨烯纳米片的结构包括：PS‑co‑PMMA/GO/CB[n]。

[0007] 作为本发明一种实施方案，其中CB[n]为CB[6]或CB[7]。

[0008] 第二方面，本发明提供了一种氧化石墨烯纳米片的制备方法，包括步骤：

[0009] （1）将氧化石墨烯片分散在NaCl水溶液中，制成分散液1；

[0010] 将偶氮二异丁腈、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯溶解于煤油中，制成溶液2；

[0011] 将硝酸铈铵溶于水，制成溶液3；

[0012] 将CB[n]丙烯酰胺溶于水，制成溶液4；

[0013] （2）氮气保护下，先将所述溶液2加入到所述分散液1中，之后加入溶液3，搅拌，之后加入溶液4，然后在35‑45℃反应10‑15h，之后升温至70‑90℃继续反应5‑10小时，反应结束，收集固体粉末，所得固体粉末经洗涤获得氧化石墨烯纳米片。

[0014] 作为本发明一种实施方案，所述分散液1中，氧化石墨烯片的含量为0.8‑1.2g/L，所述NaCl水溶液中NaCl的浓度为10‑15 g/L。

[0015] 作为本发明一种实施方案，所述溶液2中，偶氮二异丁腈的浓度为0.015‑0.030mol/L，所述甲基丙烯酸甲酯的浓度为1.2‑2.0mol/L，所述苯乙烯的浓度为0.2‑
0.7mol/L。

[0016] 作为本发明一种实施方案，所述溶液2中，所述甲基丙烯酸甲酯和所述苯乙烯的摩尔比为（2‑9）：1。

[0017] 作为本发明一种实施方案，所述溶液3中，所述硝酸铈铵的浓度为30‑35g/L。

[0018] 作为本发明一种实施方案，所述溶液4中，所述CB[n]丙烯酰胺的浓度为6‑18g/L。

[0019] 作为本发明一种实施方案，所述CB[n]丙烯酰胺为CB[6]丙烯酰胺或CB[7]丙烯酰胺。

[0020] 作为本发明一种实施方案，所述分散液1、溶液2、溶液3、溶液4以体积比（3‑4）：（1‑1.5）：（1‑1.2）：（1‑1.2）进行混合反应。

[0021] 作为本发明一种优选的实施方案，所述溶液2中，偶氮二异丁腈的浓度为0.018‑0.025mol/L。

[0022] 作为本发明一种实施方案，所述分散液1、溶液2、溶液3、溶液4以体积比（3‑4）：（1‑1.2）：（1‑1.1）：1进行混合反应。

[0023] 第三方面，本发明提供了一种氧化石墨烯纳米片的应用，本发明所述的氧化石墨烯纳米片或者本发明所述制备方法制得的氧化石墨烯纳米片作为采油驱替剂的应用，进一步优选用作三次采油驱替剂。

[0024] 第四方面，本发明还提供了一种采油驱替剂，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸），以及本发明所述的氧化石墨烯纳米片，所述氧化石墨烯纳米片、聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）以质量比10:1:1混合。

[0025] 本发明提供的氧化石墨烯纳米片是一种Janus氧化石墨烯（GO）纳米片，通过原位自由基聚合制备获得，具体是在Pickering乳液环境中实现疏水聚合物聚苯乙烯‑co‑聚甲基丙烯酸甲酯和葫芦[n]脲（CB[n]）分别对氧化石墨烯片（GO）的表面进行不对称功能化，制备得到一面接枝有CB[n]、另一面接枝有苯乙烯‑甲基丙烯酸甲酯共聚物的氧化石墨烯纳米片，即聚苯乙烯‑co‑聚甲基丙烯酸甲酯/氧化石墨烯/葫芦[n]脲Janus纳米片（PS‑co‑PMMA/GO/CB[n]）。

[0026] 本发明所述氧化石墨烯纳米片制备过程中，在油相中，通过偶氮二异丁腈引发溶解在油相中的甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯单体进行原位自由基共聚，将疏水单体接枝于氧化4+
石墨烯的一侧；在水相中，通过Ce 的引发，将丙烯酰胺CB[n]单体引发聚合，将CB[n]接枝于氧化石墨烯的另一侧。制备的PS‑co‑PMMA/GO/CB[n] Janus纳米片，由于在油相中同时加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，使得氧化石墨烯的疏水面同时具有两种链段结构，因此有利于调控疏水侧的性质；氧化石墨烯的另一面引入CB[n]，葫芦[n]脲（CB[n]）是一种刚性结构的大环化合物，具有一个疏水的空腔，两端各具有n个端羰基，因此，CB[n]不仅可以容纳尺度合适的分子或离子，还可通过离子‑偶极、氢键等相互作用与带电金属离子、有机分子的带电部分或极性较大的分子形成络合物，由于CB[n]的超分子作用，将刚性葫芦[n]脲接枝于纳米材料的表面，可以有效改变材料表面的亲和力以及材料表面的润湿性能，能够改善纳米流体在高温高盐条件下的卷曲，提高聚合物的耐温抗盐性。本发明制备的氧化石墨烯纳米片不仅具有良好的耐温抗盐性，且由于表面的CB[n]空腔具有主客体相互作用能力，有利于通过简单的超分子修饰，调控界面性能，使其在三次采油领域显现出优越的效果。

[0027] 本发明提供的氧化石墨烯纳米片（PS‑co‑PMMA/GO/CB[n] Janus纳米片），具有良好的耐温抗盐性；作为驱替剂使用时，可以聚集于油水界面上，形成具有粘弹性的界面膜，界面膜稳定性好，在低浓度下能够显著提高纳米流体的驱油效率。将本发明提供的氧化石墨烯纳米片（PS‑co‑PMMA/GO/CB[n] Janus纳米片）用作三次采油驱替剂，可以在低浓度下有效地降低油水界面张力、改变岩石润湿性，显著提高了纳米流体的驱油效率，还降低了经济成本，因此具有广阔的应用前景。

[0028] 本发明提供的氧化石墨烯纳米片在制备时采用原位聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的共聚接枝，可以方便地调控聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯链段的比例，从而实现氧化石墨烯疏水面的可控合成；且本发明制备方法操作简单、修饰效率高，可在液相中进行大规模合成。

附图说明

[0029] 图1是本发明提供的CB[6]丙烯酰胺的核磁谱图；

[0030] 图2是本发明提供的CB[7]丙烯酰胺的核磁谱图；

[0031] 图3是本发明提供的CB[6]‑C1、CB[6]‑S2、CB[6]‑S3、CB[6]‑S4的红外谱图；

[0032] 图4是本发明提供的CB[6]‑S4、CB[6]‑S5、CB[6]‑S6的红外谱图；

[0033] 图5是本发明提供的CB[7]‑S7的红外谱图；

[0034] 图6是本发明实施例3提供的氧化石墨烯纳米片CB[6]‑S4的亲水侧和疏水侧接触角图；

[0035] 图7是本发明实施例6提供的氧化石墨烯纳米片CB[7]‑S7的亲水侧和疏水侧接触角图。

具体实施方式

[0036] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

[0037] 本发明在制备氧化石墨烯纳米片时，首先将氧化石墨烯片（GO）分散在氯化钠水溶液中，然后加入溶解有苯乙烯（St）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）和偶氮二异丁腈的煤油溶液，使油‑水体系形成高度向内的乳液；之后再加入硝酸铈铵水溶液，搅拌后再加入CB[n]丙烯酰胺水溶液，形成反应体系；GO片处于有机相与水相界面，水相的GO片表面的羟基与硝酸铈铵组成氧化还原引发体系，可以在较低温度下引发CB[n]丙烯酰胺单体，将CB[n]接枝于氧化石墨烯片的一面；有机相中，在较高温度下，偶氮二异丁腈分解，可以引发苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯在GO的另一面进行原位自由基共聚反应，将苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯共聚物接枝于氧化石墨烯的另一面，最终获得性能优良的PS‑co‑PMMA/GO/CB[n] Janus纳米片。

[0038] 其中，氧化石墨烯片（GO）、苯乙烯（St）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、偶氮二异丁腈、硝酸铈铵均通过购买获得。

[0039] CB[n]丙烯酰胺通过制备获得，制备过程如下。

[0040] 1、CB[6]丙烯酰胺的制备

[0041] 将400mg的HO‑CB[6]溶于12 mL的甲烷磺酸中，冰浴冷却，加入6.4 mL的丙烯腈、3mL的三氟甲烷磺酸，在50℃反应5h。反应结束后用丙酮沉淀，所得固体用丙酮清洗三次，之后再放入真空干燥箱干燥12h，得到CB[6]丙烯酰胺。CB[6]丙烯酰胺的核磁谱图见图1所示。

[0042] 2、CB[7]丙烯酰胺的制备

[0043] 将500mg的HO‑CB[7]溶于12 mL的甲烷磺酸中，冰浴冷却，加入7.0 mL的丙烯腈、3mL的三氟甲烷磺酸，在50℃反应5h。反应结束后用丙酮沉淀，所得固体用丙酮清洗三次，之后再放入真空干燥箱干燥12h，得到CB[7]丙烯酰胺。CB[7]丙烯酰胺的核磁谱图见图2所示。

[0044] 在以下试例中，所用的设备和试剂如无特殊说明的，均可从商业途径得到。实施例1

[0045] 本实施例提供了一种氧化石墨烯纳米片，制备过程为：

[0046] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0047] 取0.05g偶氮二异丁腈、2.4mL甲基丙烯酸甲酯、1.2mL苯乙烯（甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的摩尔比为2.2:1），溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0048] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0049] 称取0.09g CB[6]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0050] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PS‑co‑PMMA/GO/CB[6]Janus纳米片，记为CB[6]‑S2。
实施例2

[0051] 本实施例提供了一种氧化石墨烯纳米片，制备过程为：

[0052] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0053] 取0.05g偶氮二异丁腈、2.8mL甲基丙烯酸甲酯、0.8mL苯乙烯（甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的摩尔比为3.8:1），溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0054] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0055] 称取0.09g CB[6]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0056] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PS‑co‑PMMA/GO/CB[6]Janus纳米片，记为CB[6]‑S3。
实施例3

[0057] 本实施例提供了一种氧化石墨烯纳米片，制备过程为：

[0058] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0059] 取0.05g偶氮二异丁腈、3.1mL甲基丙烯酸甲酯、0.4mL苯乙烯（甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的摩尔比为8.4:1），溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0060] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0061] 称取0.09g CB[6]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0062] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PS‑co‑PMMA/GO/CB[6]Janus纳米片，记为CB[6]‑S4。
实施例4

[0063] 本实施例提供了一种氧化石墨烯纳米片，与实施例3的区别在于，溶液4中CB[6]丙烯酰胺浓度为12g/L，制备过程为：

[0064] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0065] 取0.05g偶氮二异丁腈、3.1mL甲基丙烯酸甲酯、0.4mL苯乙烯（甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的摩尔比为8.4:1），溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0066] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0067] 称取0.18g CB[6]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0068] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PS‑co‑PMMA/GO/CB[6]Janus纳米片，记为CB[6]‑S5。
实施例5

[0069] 本实施例提供了一种氧化石墨烯纳米片，与实施例3的区别在于，溶液4中CB[6]丙烯酰胺浓度为18g/L，制备过程为：

[0070] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0071] 取0.05g偶氮二异丁腈、3.1mL甲基丙烯酸甲酯、0.4mL苯乙烯（甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的摩尔比为8.4:1），溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0072] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0073] 称取0.27g CB[6]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0074] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PS‑co‑PMMA/GO/CB[6]Janus纳米片，记为CB[6]‑S6。
实施例6

[0075] 本实施例提供了一种氧化石墨烯纳米片，采用CB[7]丙烯酰胺进行制备，制备过程为：

[0076] 将55mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0077] 取0.05g偶氮二异丁腈、3.1mL甲基丙烯酸甲酯、0.4mL苯乙烯（甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的摩尔比为8.4:1），溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0078] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0079] 称取0.21g CB[7]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0080] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PS‑co‑PMMA/GO/CB[7]Janus纳米片，记为CB[7]‑S7。

[0081] 对比例1

[0082] 本对比例提供了一种氧化石墨烯纳米片，制备过程为：

[0083] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0084] 取0.05g偶氮二异丁腈、3.5mL甲基丙烯酸甲酯，溶解于12mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0085] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0086] 称取0.09g CB[6]丙烯酰胺，溶解于15 mL水中，制成溶液4；

[0087] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，再加入溶液3，搅拌2分钟后，再加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，再升温至85℃继续反应8小时，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得氧化石墨烯纳米片PMMA/GO/CB[6]Janus纳米片，记为CB[6]‑C1。

[0088] 对比例2

[0089] 本对比例提供了一种氧化石墨烯纳米片，制备过程为：

[0090] 将50mg的氧化石墨烯片（GO）、0.6g的NaCl加入到50mL去离子水中，超声处理1 h，得到分散液1；

[0091] 取0.3g正辛胺溶解于12.5mL的煤油溶液中，制成溶液2；

[0092] 称量0.5g硝酸铈铵，溶解于15 mL水中，制成溶液3；

[0093] 称取0.003g的2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸，溶解于15 mL水中，制成0.2 g/L的2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸水溶液，得到溶液4；

[0094] 在氮气保护下，将溶液2加入到配置好的分散液1中，电动搅拌，在40℃反应18h，得到正辛胺单面接枝的氧化石墨烯；之后再加入溶液3，搅拌2分钟后，加入溶液4，之后在40℃电动搅拌下反应12h，反应结束。收集固体粉末，用四氢呋喃洗涤固体粉末3次，获得正辛胺/GO/聚2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸（OtcA/GO/PAMPS）Janus纳米片，记为PAMPS‑C2。

[0095] 采用FT‑IR对本发明合成的纳米片材料进行了表征。CB[6]‑C1、CB[6]‑S2、CB[6]‑S3、CB[6]‑S4的红外谱图见图3所示。其中，a代表CB[6]‑S2，b代表CB[6]‑S3，c代表CB[6]‑S4，d代表CB[6]‑C1。

[0096] CB[6]‑S4、CB[6]‑S5、CB[6]‑S6的红外谱图见图4所示，其中，a代表CB[6]‑S4，b代‑1表CB[6]‑S5，c代表CB[6]‑S6。由图4可知，随着CB[6]含量的增加，1736 cm 处CB[6]的羰基吸收峰强度增加。

[0097] CB[7]‑S7的红外谱图见图5所示，从红外谱图5中可知，1713 cm‑1处为CB[7]的羰基‑1吸收峰，1207 cm 处是GO的特征吸收峰。

[0098] 试验例1

[0099] 接触角测试：将本发明制得的Janus纳米片分散在水与煤油界面上，待煤油挥发后，通过垂直提拉法和水平附着法分别获取Janus纳米片的亲水面和疏水面的薄膜，用接触角测量仪进行表征测试。

[0100] 其中，实施例3获得的氧化石墨烯纳米片CB[6]‑S4的亲水侧和疏水侧接触角图见图6所示，实施例6获得的氧化石墨烯纳米片CB[7]‑S7的亲水侧和疏水侧接触角图见图7所示，图6和图7中，a代表亲水侧，b代表疏水侧。

[0101] 由图中可知，本发明制得的Janus纳米片其亲水面的接触角均小于5度，疏水面的接触角均大于90度。这说明本发明制得的Janus纳米片为两亲性Janus纳米片结构。

[0102] 试验例2

[0103] 对本发明制得的Janus纳米片的耐温抗盐性能进行了评价，实验过程具体如下。

[0104] （1）配制模拟含盐矿化水，其组成如表1所示：

[0105] 表1 矿化水无机盐离子组成

[0106]

[0107] （2）将本发明实施例制得的Janus纳米片固体粉末或对比例制得的纳米片固体粉末和聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）加入模拟含盐矿化水中，其中纳米片固体粉末、聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）的质量比为10:1:1，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为78000g/mol，聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）的重均分子量为67000g/mol；

[0108] 之后磁力搅拌3h，超声15min，配置成Janus纳米片浓度为100g/L的分散液；在80℃下加热24h，然后通过分光光度计测定纳米流体的透过率。如果透过率升高则说明纳米颗粒发生沉降，分散性能不好。之后继续在80℃下放置至72小时，再进行一次透过率测定。

[0109] 本发明各实施例以及对比例制得的Janus纳米片的透过率检测结果如表2所示。由表2中数据可知，本发明各实施例制得的Janus纳米片在矿化水中均具有良好的分散稳定性，72小时后，透过率只有小幅度的增加，说明分散液的沉降较为缓慢；而对比例在放置72小时候后，透过率增加明显，这说明其沉降显著，分散稳定性差。

[0110] 表2

[0111]

[0112] 通过以上实验可知，本发明实施例制得的Janus纳米片相比对比例具有更好的耐温抗盐性能，在高温高盐的环境中具有很好的分散稳定性，不易发生聚集沉淀。

[0113] 试验例3

[0114] 对本发明制得的Janus纳米片的驱替性能进行了评价，实验过程具体如下。

[0115] 岩心驱替性能评价：采用圆柱形人造岩心（直径2.5cm，长度10.0cm，渗透率400mD）开展驱油实验；

[0116] 实验用油：80℃下原油，粘度为6.3mPa·s，密度为0.87g/cm3；

[0117] 实验用纳米流体：将本发明实施例制得的Janus纳米片固体粉末或对比例制得的纳米片固体粉末和聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）加入模拟含盐矿化水中，其中Janus纳米片固体粉末、聚乙烯吡咯烷酮、聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）的质量比为10:1:1，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为78000g/mol，聚（2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸）的重均分子量为67000g/mol；

[0118] 之后磁力搅拌3h，超声15min，配置成Janus纳米片浓度为100g/L的分散液，备用；

[0119] 实验用水：表1所示模拟含盐矿化水；

[0120] 具体实验步骤为：

[0121] （1）将岩心在100℃下干燥24h；

[0122] （2）80℃下，依次饱和矿化水和原油，之后将岩心在80℃下老化72h；

[0123] （3）首先以0.1mL/min的流速水驱至含水率大于98％；之后以0.1mL/min的流速转注0.3PV的纳米流体；最后再以0.1mL/min的流速水驱至含水率大于98％；

[0124] （4）计算水驱采收率和纳米流体驱提高采收率，本发明各实施例以及对比例制得的Janus纳米片对应的采收率结果具体见表3。

[0125] 表3

[0126]

[0127] 由表3中数据可知，本发明各实施例制得的Janus纳米片的驱替效果更好，总采收率高。

[0128] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。