基于三维动态可视化的胶体颗粒在多孔介质中的滞留和再运移研究

摘要

本次工作探讨了胶体在稳定流和非稳定流条件下在多孔介质中的运移行为.多孔介质采用聚二甲基硅氧烷材料(PDMS)制成的微模型,胶体颗粒选用半径为300nm的亲水荧光粒子.利用共轭聚焦显微镜实现了胶体颗粒在非饱和多孔介质中运移的三维动态可视化,并通过测量荧光粒子的荧光强度,根据比对校准曲线获得胶体浓度流经多孔介质后随时间的变化曲线,即浓度穿透曲线(Breakthrough curves,BTCs).流出液浓度穿透曲线和显微镜扫描的结果表明,不同含水量稳定流条件下,在低含水量实验中更多的胶体颗粒停留在多孔介质系统内部,在非稳定试验中,移动的液-液界面以及液-液-固三相交接面引起了胶体颗粒的再次运移(remobilization).根据所观察的胶体运移行为,成功模拟了实测的胶体浓度曲线.