【本站訊】近日，我院孫金聲院士團隊在纖維素納米材料研究領域取得新進展，相關成果《纖維素納米材料在油氣行業的研究現狀與前景展望》（Cellulose nanomaterials in oil and gas industry: Current status and future perspectives）發表在材料領域國際權威期刊Progress in Materials Science。論文第一作者為李美春教授，通訊作者為孫金聲院士。該研究工作得到國家自然科學基金基礎科學中心項目等資助。

相關成果發表在Progress in Materials Science上

當前，我國油氣行業正處於向綠色低碳發展的關鍵轉型時期。2021年，17家石油和化工企業、園區以及石化聯合會聯合簽署並共同發布了《中國石油和化學工業碳達峰與碳中和宣言》，將綠色低碳發展納入油氣企業的戰略規劃，將環境保護的理念與保障國家能源安全的石油行動緊密結合。為實現油氣行業的綠色低碳高質量發展，環保可再生新材料和綠色技術創新將扮演關鍵角色。

纖維素是地球上產量最大的天然高分子材料，每年地球上的植物通過光合作用產生的纖維素高達幾萬億噸，是取之不盡、用之不竭的材料。通過機械剪切、化學氧化、酶水解、強酸水解等方法，可將天然植物粗纖維分離、拆解成直徑小於100納米的超微細纖維，即纖維素納米材料。纖維素納米材料具有高長徑比和比表麵積、易調控的微觀形貌和表麵化學特性，以及優異的力學性能、氣體阻隔性能、熱性能和流變性能等優點，近年來在石油和天然氣行業引起了巨大興趣。

纖維素納米材料在油氣行業中的應用場景

《纖維素納米材料在油氣行業的研究現狀與前景展望》論文介紹了纖維素納米材料的分類、製備方法及性能，指出纖維素納米材料的原料和製備方法對纖維素納米材料的微觀形貌、表麵官能團、結晶度、彈性模量、熱降解性能和流變性能影響顯著。因此，需要優選纖維素納米材料的原料，調控纖維素納米材料的製備工藝，以滿足油氣行業不同應用領域的需求。論文總結了纖維素納米材料在上遊勘探開發、中遊集輸儲運以及下遊加工煉製領域的最新研究進展。在油氣勘探開發領域，纖維素納米材料可作為鑽井液、固井液、完井液、壓裂液、驅油液等井筒工作液的流型調節劑、降濾失劑、頁岩抑製劑、水化促進劑、潤濕反轉劑等，促進油氣資源的綠色安全高效勘探開發。在油氣集輸儲運領域，纖維素納米材料可增強油氣傳輸管道和儲罐的力學強度和油氣阻隔性能，確保油氣資源的安全高效運輸和存儲。在油氣加工煉製領域，可以將纖維素納米材料作為模板進行疏水及功能化改性，賦予其優異的油水分離、油氣脫硫、油氣裂解等功能，提升油氣資源的純度和商業化價值。在論文最後，作者指出了存在的問題和挑戰，包括優化製備工藝，降低纖維素納米材料的製備成本，提升製備過程的環保性；提升纖維素納米材料的抗溫耐鹽性能，以滿足超深特深層的應用要求；開發纖維素納米材料可控回收和循環再利用的技術，評價纖維素納米材料對環境的潛在影響；建議高校與石油相關企業開展密切合作，盡快進行成果轉化及推廣應用。

孫金聲院士領銜的井筒工作液研究團隊，近年來緊密圍繞我國對超深特深油氣、非常規油氣和水合物等資源的重大需求，在井筒工作液技術、井壁穩定技術、儲層保護技術、防漏堵漏技術等方向開展係列研究，承擔了國家自然科學基金基礎科學中心項目/重大項目/重點項目、國家重點研發計劃、中石油及中石化重大攻關項目等項目10餘項，獲得省部級以上獎勵11項，多名教師入選國家級青年人才，為我國超深特深及非常規等油氣高效鑽采提供了重要支撐。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642523001196?via=ihub