我国经济持续快速的发展，伴随而来的是对能源的迫切需求。石油作为最基础性的能源，其需求量日益扩大，国内生产已经不能满足供给，还需要大量从中东进口。国际原油价格的节节攀升，必然会促使国内想方设法提高已开采油田的采收率，但原油中重质组分越来越多，粘度越来越高。目前国内主要集中于降粘剂的开发。于此同时，原油中的硫分布亦趋复杂，含量增加，加之进口的中东原油本身就具有高硫含量的特征，给原本只适应处理国内低硫原油的炼油厂带来了挑战。降粘和脱硫不仅可以提高生产效率，而且可以降低生产成本，同时减少对环境的污染。本论文研究了新型功能材料--金属间化合物SbSn合金，较系统地研究了它的制备、表征及其应用性能。全文主要研究内容如下：　　 1、以Sb和Sn粉体为原料，机械合金化法(球磨法)制备金属间化合物SbSn合金。借助于XRD、SEM、DSC、XPS和粒径分析仪等测试手段对材料进行了表征。研究表明：SEM显示原料经历破碎、冷焊、重熔、再破碎等过程。DSC检测材料仅有一处吸热峰，恰好对应β相SbSn合金熔点。材料平均粒径为10.622um，其表层原子Sb和Sn基本以零价态结合，但存在少部分的氧化物SbO。　　 2、以原油与水为原料，Span-80为表面活性剂，配制成W(10)/O(90)和W(20)/O(80)两种油包水型乳液。利用球磨制备的粉体材料为介质，构建静态装置加载电压对乳液降粘。结果表明：当水浴温度40℃时，加载电压6.80V，处理时间8h，表面活性剂用量分别为0.17％和0.18％的条件下，W(10)/O(90)和W(20)/O(80)两种乳液粘度分别从8500和8250 mPa·s降低到3000和2300 mPa·s。　　 3、金属间化合物SbSn属于非多孔性合金，存在比表面积小的固有缺点，引入掺Al球磨再碱溶脱Al的方法有助于扩大材料的比表面积。以Sb、Sn和Al粉体为原料，乙醇和水作为过程控制剂，球磨制备成掺Al量为1-6％的粉体材料。通过XRD、SEM、EDX、BET和DSC等手段对材料进行表征。研究表明：在球磨过程中并没有形成三种元素的共晶峰，Al粉的掺入则相对延长SbSn合金的生成时间。因水有结块作用，乙醇比水更有利于缩短材料的生成时间。元素分析表明尽管Al粉的掺入量不断增加，表层Sb与Sn的质量比仍大于1。但由于Al粉的加入，Sb在表层的富集度降低。XRD显示脱Al后材料结构并未发生变化。比表面积随掺Al量的增加而增大。所有脱Al后的材料在DSC上的吸热峰位置均处于425℃左右，与合金相的熔点相一致。　　 4、将脱Al后的材料粘附于丝网上，仍以静态装置对原油乳液脱硫。测试不同比表面积的材料对乳液中硫化物的吸附量。结果表明：无加载电压条件下，吸附量与比表面积成正比。当掺Al5％时，脱Al后比表面积达到6.43 m2·g-1时，吸附量最大，脱硫率达到6.8％。在加载电压条件下，水浴温度为30℃时，表面活性剂用量0.18％，处理时间18h，电压12.54V，W(20)/O(80)型乳液脱硫率最高达到37.9％。　　 5、将SbCl3和SnCl2·2H2O溶于丙三醇中为氧化剂，Zn粉浸于丙三醇中为还原剂，化学法合成金属间化合物SbSn。采用XRD、SEM、TEM、DSC、XPS和粒径分析仪等分析手段对产品进行表征。研究表明：在丙三醇溶剂中，当n(SbCl3)：n(SnCl2·2H2O)=1.15:1，将氧化剂缓慢加入到还原剂中，常温下可直接搅拌合成出黑色的SbSn合金粉体。氧化剂溶液浓度越稀，所合成出的粒子粒径越小。当氧化剂浓度为0.1mol/L时，粒径最小至20nm左右。SbSn合金主要为“鱼骨架”外形的粒子，在有序的排布区间，纳米SbSn颗粒呈现出长方形和六边形的晶体结构。DSC升温过程中仅有一处吸热峰，证实产物为纯相SbSn合金。XPS显示表层原子Sb和Sn全部以零价态结合。　　 6、以化学法所制备的粒子为介质，在动态装置下，对原油乳液循环降粘和脱硫的批量处理。结果表明：(1)无加载电压条件下，只涂覆导电胶，W(10)/O(90)和W(20)/O(80)乳液在20h.内粘度下降在50 mPa·s左右。当丝网负载SbSn粉体产生0.5mm层厚时，20h后两种乳液粘度均不再下降，反而有所上升。当层厚再增加，乳液稳定时间进一步缩短。当加载电压为10.35V时，处理时间为20h，管内保温为40℃，W(10)/0(90)和W(20)/O(80)乳液粘度最高下降到6000和4500mPa·s。(2)当电压较小时，脱硫率很低。当粒径变小后，脱硫率上升。以氧化剂浓度为0.3mol/L，时所制备的SbSn合金为负载物时，在上述反应条件下，W(20)/O(80)乳液脱硫率最高达到20.65％。　　 7、在不同温度下熔融法制备了银白色块体SbSn合金。研究表明：金相分析750℃保温2h的产物中有块体的Sb，且两种元素未能完全互溶。而950℃保温1h的产物，金相分析其组分分布均匀，两种元素互相渗入对方晶相组织。后期电化学实验需以块体SbSn合金作为工作电极。　　 8、采用噻吩作为脱硫对象，沥青质作为降粘对象来说明机理。1410 cm-1为噻吩的-S-伸缩振动峰，但反应后此处的峰强收缩减弱。沥青质中3248 cm-1处芳香胺类峰在反应后消失了，1470 cm-1处的峰在反应后则偏移到1420 cm-1处且峰强明显减小。1590 cm-1处为吡啶的-C=N伸缩振动峰，反应后其右侧峰消失了，1440 cm-1处为-C-N变形振动峰，在反应后峰强也有所减弱。循环伏安曲线说明噻吩在SbSn合金表面发生的反应是可逆的，而沥青质在SbSn合金表面发生的反应是不可逆的。XPS表征合金粉体的组成元素Sb的结合能向高位偏移，而Sn的结合能向低位偏移，噻吩中的S和沥青质中的S、N元素的结合能向低位偏移。加载电压下，合金表层Sb与Sn发生电荷转移，形成P-N极，负极性的S、N等基团与合金表面发生化学反应，填补Sb所产生的空缺电子位。　　 9、摒弃简单的有机溶剂清洗方法，采用反应器内加入NaOH溶液和反向加载电压来恢复材料的性能。通过正交实验设计，以材料再生后的降粘指标为目标对象，考察NaOH溶液浓度、反向加载电压以及反应时间对材料再生性能的影响。结果表明：对材料再生影响的因素大小依次是电压、NaOH溶液浓度、反应时间。反向电压接入8V，NaOH溶液浓度0.5mol/L，反应时间为3h，材料性能恢复95％。