Síntesis y caracterización de derivados de óxido de grafeno orientados a la desestabilización de emulsiones de agua en aceite elaboradas a partir de crudos colombianos

Se realizó una revisión exhaustiva de la literatura especializada relevante en los temas relativos a los sistemas emulsionados, los fenómenos coloidales del sector de extracción del petróleo y la química del óxido de grafeno. Sobre ese conocimiento se diseñó la síntesis y experimentación del trabajo...

Full description

Autores:
Cañas Jaimes, David Leonardo
Tipo de recurso:
Doctoral thesis
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/11603
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11603
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Palabra clave:
Emulsión
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Graphene Oxide
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openAccess
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description Se realizó una revisión exhaustiva de la literatura especializada relevante en los temas relativos a los sistemas emulsionados, los fenómenos coloidales del sector de extracción del petróleo y la química del óxido de grafeno. Sobre ese conocimiento se diseñó la síntesis y experimentación del trabajo de investigación. Se obtuvo óxido de grafeno mediante la modificación de Tour del método de Hummers y se caracterizó mediante diferentes técnicas instrumentales y por medición dinámica de la tensión interfacial. Se modificó el óxido de grafeno mediante reacciones, poco contaminantes, de adición de aminas. Se confirmó la adición por distintas técnicas espectroscópicas y se confirmó el incremento de la carga de carbono. Se evaluó el cambio en la afinidad de los materiales frente a solvente orgánico. De los 31 materiales sintetizados, 6 fueron dispersables en tolueno y demostraron comportarse como surfactantes en experimentos de medición dinámica de la tensión interfacial. Se extrajeron los componentes con actividad interfacial de tres muestras de crudo de campos colombianos. Se obtuvo la fracción asfalténica y el material hidrofílico, se caracterizó estructuralmente a las fracciones y se evaluó su actividad interfacial. Se prepararon y caracterizaron emulsiones de distinto tipo y se evaluó el efecto del óxido de grafeno y sus derivados sobre su estabilidad. Se comprobó que dichos materiales adsorben hidrocarburos, por lo que permiten la desestabilización en emulsiones en las que la fase continua es agua, pero que se saturan rápidamente en emulsiones en las que la concentración de hidrocarburos en la fase continua es elevada.
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Sobre ese conocimiento se diseñó la síntesis y experimentación del trabajo de investigación. Se obtuvo óxido de grafeno mediante la modificación de Tour del método de Hummers y se caracterizó mediante diferentes técnicas instrumentales y por medición dinámica de la tensión interfacial. Se modificó el óxido de grafeno mediante reacciones, poco contaminantes, de adición de aminas. Se confirmó la adición por distintas técnicas espectroscópicas y se confirmó el incremento de la carga de carbono. Se evaluó el cambio en la afinidad de los materiales frente a solvente orgánico. De los 31 materiales sintetizados, 6 fueron dispersables en tolueno y demostraron comportarse como surfactantes en experimentos de medición dinámica de la tensión interfacial. Se extrajeron los componentes con actividad interfacial de tres muestras de crudo de campos colombianos. Se obtuvo la fracción asfalténica y el material hidrofílico, se caracterizó estructuralmente a las fracciones y se evaluó su actividad interfacial. Se prepararon y caracterizaron emulsiones de distinto tipo y se evaluó el efecto del óxido de grafeno y sus derivados sobre su estabilidad. Se comprobó que dichos materiales adsorben hidrocarburos, por lo que permiten la desestabilización en emulsiones en las que la fase continua es agua, pero que se saturan rápidamente en emulsiones en las que la concentración de hidrocarburos en la fase continua es elevada.DoctoradoDoctor en QuímicaAn exhaustive review of the relevant specialized literature was carried out on topics related to emulsified systems, colloidal phenomena in the oil extraction sector, and the chemistry of graphene oxide. Based on this knowledge, the synthesis and experimentation of the research work was designed. Graphene oxide was obtained by Tour's modification of Hummers' method and characterized by different instrumental techniques and by dynamic measurement of interfacial tension. Graphene oxide was modified by low-polluting amine addition reactions. The addition was confirmed by different spectroscopic techniques and the increase in carbon load was confirmed. The switch in affinity towards organic solvent was evaluated. Of the 31 synthesized materials, 6 were dispersible in toluene and demonstrated to behave as surfactants in dynamic interfacial tension measurement experiments. Components with interfacial activity were extracted from three samples of crude oil from Colombian fields. The asphaltenic fraction and the hydrophilic material were obtained, the fractions were structurally characterized and their interfacial activity was evaluated. Different emulsions were prepared and characterized and the effect of graphene oxide and its derivatives on their stability was evaluated. It was found that these materials adsorb hydrocarbons, thus allowing destabilization in emulsions in which the continuous phase is water, but that they quickly saturate in emulsions in which the concentration of hydrocarbons in the continuous phase is high.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasDoctorado en QuímicaEscuela de QuímicaEmulsiónPetróleoAsfaltenosÓxido de grafenoDerivados de óxido de grafenoEmulsionPetroleumAsphaltenesGraphene OxideGraphene Oxide DerivativesSíntesis y caracterización de derivados de óxido de grafeno orientados a la desestabilización de emulsiones de agua en aceite elaboradas a partir de crudos colombianosSynthesis and characterization of derivatives of graphene oxide oriented to the destabilization of water-in-oil emulsions made from colombian crude oilTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06ORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf10020206https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/1348cb66-bdd6-4f58-8faf-1d12b8954a57/downloadc08cc0f4b9015e23f038b8a170798cf9MD51Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf155469https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/5931ea03-b238-4c9e-a838-87e1d059f65c/downloada0c6b134d5bf225d250565a29660bde5MD52Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf439279https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/7ae17a72-c1c8-44c2-a41a-e9ab915162fb/download929429387b96c50085d0c1c49f8beb79MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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