Caracterización interfacial de emulsiones agua-aceite (w/o) estabilizadas por asfáltenos usando espectrometría de masas

En este estudio se preparó una emulsión W/O con agua desionizada y una solución de asfaltenos purificados como moléculas surfactantes. El análisis de estabilidad de la emulsión W/O reveló procesos de sedimentación, variación del tamaño de las gotas de agua dispersas y fenómenos de floculación pero no llevaron a la separación de las fases por liberación de agua. La extracción del material interfacial de la emulsión W/O se realizó empleando dos procedimientos previamente reportados en la literatura que involucran una separación por extracción con tolueno28 y otra por diferencia de densidades usando agua deuterada36 (D2O) como fase dispersa en la emulsión. El análisis por espectroscopia infrarroja del material interfacial aislado por ambas metodologías, mostró bandas asociadas a compuestos oxigenados y aromáticos que fueron detectados también por espectrometría de masas con ionización por desorción láser (LDI), en modo ion positivo. El análisis realizado al material interfacial, por esta técnica de ionización, muestra la presencia de compuestos aromáticos con átomos de azufre y nitrógeno en su estructura, los cuales fueron detectados como cationes protonados y radicales. Para las clases detectadas (HC, N, S), con mayor abundancia relativa, se calculó la pendiente o límite planar de las gráficas construidas con el equivalente de doble enlace (DBE) versus el número de átomos de carbono. Estos valores permitieron obtener información estructural sobre el crecimiento de los núcleos aromáticos. De esta manera, se determinaron intervalos entre 0.7-0.8 para la interface aislada con agua deuterada (D2O) y para el material interfacial aislado con tolueno encontrándose un modelo estructural de peri-condensación. Finalmente el análisis termogravimétrico (TGA) indicó que las interfaces aisladas presentan menor estabilidad térmica que la fracción completa de asfaltenos. Adicionalmente, el estudio de la influencia de ácidos nafténicos en la emulsión mostró que los ácidos pueden actuar como demulsificantes por su carácter polar.

• Autores: Alarcon Hernandez, Elizabeth
• Tipo de recurso: http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Industrial de Santander
• Repositorio: Repositorio UIS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/34950
• Acceso en línea: https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/34950; https://noesis.uis.edu.co
• Palabra clave: Emulsiones; Espectrometría; Interfacial; Metodologías; In this study; we prepared a W/O emulsion using a fraction of asphaltenes as emulsifiers to stabilize emulsions principal stabilizing surfactant molecules. Although the emulsion stability analysis reveals sedimentation; size variation of the water droplets and flocculation processes; the emulsion was highly stable for days as no free water was observed. The interfacial material was isolated from a W/O emulsion using two approaches previously reported. The first one; involves an extraction of the molecules weakly bound to the interface using toluene 28 and the second; uses heavy water36 as the dispersed phase to separate the most polar molecules by density differences. Infrared spectra; obtained for both interfaces; show characteristic bands associated with oxygenated and aromatic compounds. High resolution mass spectrometry shows the presence of abundant aromatic; sulfur and nitrogen compounds; detected as protonated and radical cations. For the most relative abundant heteroatom classes; we calculated planar limits that ranges between 0; 7 and 0; 8 for both interfaces suggesting a possible linear addition of polycyclic aromatic rings like in a structural peri-condensation chemical structure. Finally; thermogravimetric analysis (TGA) revealed that isolated interfaces exhibited less thermal stability than the whole asphaltenes; due to the presence of more volatile compounds and degradation of molecules with nitrogen; sulfur and oxygen above 400°C. On the other hand; low molecular weight naphthenic acids can act as demulsifiers; displacing the aromatic asphaltenes molecules found on the interface and destabilizing the W/O emulsion.
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