Dodecyltrimethylammonium chloride adsorption at the silica/water interface studied by Sum Frequency Generation

La génération des fréquences somme (SFG), une technique spectroscopique spécifique aux interfaces, a été utilisée pour caractériser les changements de la structure macromoléculaire du surfactant cationique chlorure de dodécyltriméthylammonium (DTAC) à l’interface silice/eau dans une plage de pH variant entre 3 et 11. Les conditions expérimentales ont été choisies pour imiter les conditions les plus communes trouvées pendant les opérations de récupération assistée du pétrole. Particulièrement, la silice a été étudiée, car elle est un des composantes des surfaces minérales des réservoirs de grès, et l’adsorption du surfactant a été étudiée avec une force ionique pertinente pour les fluides de la fracturation hydraulique. Les spectres SFG ont présenté des pics détectables avec une amplitude croissante dans la région des étirements des groupes méthylène et méthyle lorsque le pH est diminué jusqu’à 3 ou augmenté jusqu’à 11, ce qui suggère des changements de la structure des agrégats de surfactant à l’interface silice/eau à une concentration de DTAC au-delà de la concentration micellaire critique. De plus, des changements dans l’intensité SFG ont été observés pour le spectre de l’eau quand la concentration de DTAC augmente de 0,2 à 50 mM dans les conditions acide, neutre et alcaline. À pH 3, près du point de charge zéro de la surface de silice, l’excès de charge positive en raison de l’adsorption du surfactant cationique crée un champ électrostatique qui oriente les molécules d’eau à l’interface. À pH 7 et 11, ce qui sont des valeurs au-dessus du point de charge zéro de la surface de silice, le champ électrostatique négatif à l’interface silice/eau diminue par un ordre de grandeur avec l’adsorption du surfactant comme résultat de la compensation de la charge négative à la surface par la charge positive du DTAC. Les résultats SFG ont été corrélés avec des mesures de l’angle de contact et de la tension interfaciale à pH 3, 7 et 11.

Dodecyltrimethylammonium chloride adsorption at the silica/water interface studied by Sum Frequency Generation

La génération des fréquences somme (SFG), une technique spectroscopique spécifique aux interfaces, a été utilisée pour caractériser les changements de la structure macromoléculaire du surfactant cationique chlorure de dodécyltriméthylammonium (DTAC) à l’interface silice/eau dans une plage de pH variant entre 3 et 11. Les conditions expérimentales ont été choisies pour imiter les conditions les plus communes trouvées pendant les opérations de récupération assistée du pétrole. Particulièrement, la silice a été étudiée, car elle est un des composantes des surfaces minérales des réservoirs de grès, et l’adsorption du surfactant a été étudiée avec une force ionique pertinente pour les fluides de la fracturation hydraulique. Les spectres SFG ont présenté des pics détectables avec une amplitude croissante dans la région des étirements des groupes méthylène et méthyle lorsque le pH est diminué jusqu’à 3 ou augmenté jusqu’à 11, ce qui suggère des changements de la structure des agrégats de surfactant à l’interface silice/eau à une concentration de DTAC au-delà de la concentration micellaire critique. De plus, des changements dans l’intensité SFG ont été observés pour le spectre de l’eau quand la concentration de DTAC augmente de 0,2 à 50 mM dans les conditions acide, neutre et alcaline. À pH 3, près du point de charge zéro de la surface de silice, l’excès de charge positive en raison de l’adsorption du surfactant cationique crée un champ électrostatique qui oriente les molécules d’eau à l’interface. À pH 7 et 11, ce qui sont des valeurs au-dessus du point de charge zéro de la surface de silice, le champ électrostatique négatif à l’interface silice/eau diminue par un ordre de grandeur avec l’adsorption du surfactant comme résultat de la compensation de la charge négative à la surface par la charge positive du DTAC. Les résultats SFG ont été corrélés avec des mesures de l’angle de contact et de la tension interfaciale à pH 3, 7 et 11.

Geochemistry of ODP Hole 111-504B basalts (Table 2)

Fifty samples of basalt recovered during ODP Leg 111 from the dikes (Layer 2C) of Hole 504B (1350.0-1562.3 m below seafloor) were analyzed by X-ray-fluorescence techniques. All of the samples are highly depleted in magmaphile elements relative to other mid-ocean ridge basalts, with TiO2 = 0.75-1.24 wt%, Na2O = 1.59-2.22 wt%, Zr = 38-64 ppm, Nb = 0.3-1.5 ppm, and Y = 20-30 ppm (for samples containing 0%-2% phenocrysts), but have ratios of highly incompatible elements similar to normal Type I mid-ocean ridge basalts (e.g., Zr/Nb > 30). Abundances of compatible elements are similar to those of typical mid-ocean ridge basalts, with MgO = 7.2-9.2 wt%, Fe2O3* = 9.3-12.5 wt%, Ni = 55-164 ppm, and Cr = 26-388 ppm. Approximately 2% of the samples recovered from the top part of Hole 504B are similar to normal Type I or Type II ocean floor basalts. However, all of the analyzed Leg 111 samples from Hole 504B are depleted basalts. Aphyric dike rocks from Leg 111 are virtually identical to the depleted aphyric samples recovered from the pillow lavas and dikes in the upper 1075 m of Hole 504B during DSDP Legs 69, 70, and 83, with the exception of elements readily altered by seawater (Sr, Rb, and K). These elements reach a maximum in both abundance and variability in the pillow lavas of the upper 571.5 m of Hole 504B and decline to more constant values in the dike system sampled on Legs 83 and 111, apparently as a result of a decrease in porosity and increase in alteration temperatures relative to the pillow lavas. Based on compositional similarities to the vast majority of the pillows and flows, the dikes sampled on Leg 111 appear to be the feeder system for the pillow lavas in the upper part of Hole 504B. The incompatible-element-depleted compositions of the Costa Rica Rift Zone basalts are consistent with multistage melting of a normal mid-ocean ridge source.