Краткий пересказ от РИА ИИ
- Ученые СурГУ в составе исследовательского коллектива предложили создавать управляемые наночастицы из побочных продуктов нефтедобычи, таких как асфальтены.
Создавать управляемые наночастицы из побочных продуктов нефтедобычи предложили ученые СурГУ в составе исследовательского коллектива. Такие вещества могут быть полезны при разработке составов технических жидкостей, используемых в промышленности. Результаты представлены в Journal of Molecular Liquids.
Тяжелые компоненты нефти, например асфальтены, отличаются сложным составом и не всегда находят широкое промышленное применение, рассказали ученые Сургутского государственного университета (СурГУ). Большая часть этих веществ считается трудноперерабатываемой и, как правило, складируется или сжигается. Лишь некоторое количество асфальтенов используется в производстве битума или нефтегазовых технологиях, отметила директор Института естественных и технических наук СурГУ, руководитель стратегического технологического проекта «Химия нефти» Юлия Петрова.
Специалист подчеркнула, что есть и другая точка зрения: смесь относительно тяжелых органических веществ можно рассматривать как источник сырья для создания полезных углеродных материалов. Например, из асфальтенов можно получать наночастицы для повышения нефтедобычи — при добавлении в воду они помогут «выдавить» нефть из горной породы.
«Однако в воде они часто слипаются, образуют крупные агрегаты и теряют свои полезные свойства. Чтобы такие системы можно было применять на практике, частицы нужно «удержать» в растворе в виде устойчивого золя. Один из способов сделать это — подобрать подходящее поверхностно‑активное вещество (ПАВ), которое закрепляется на поверхности частиц, меняет их заряд и препятствует слипанию», — объяснила Петрова, добавив, что самый простой пример ПАВ — обычное хозяйственное мыло.
Исследователи СурГУ совместно с коллегами из Томского политехнического университета и Сколковского института науки и технологий выяснили, с помощью каких ПАВ можно стабилизировать углеродные наночастицы, полученные переработкой тяжелой фракции нефти, а также из оксида титана (TiO₂) и оксида алюминия (Al₂O₃).
«Полученные результаты важны прежде всего потому, что позволяют целенаправленно подбирать пары «наночастица — ПАВ» для получения устойчивых водных дисперсий. Это может быть полезно для разработки новых и стабилизации имеющихся составов для нефтегазовой промышленности, а также для других задач, где требуется управлять поведением наночастиц в жидкости», — отметил один из авторов работы, младший научный сотрудник НОЦ СурГУ Дмитрий Зеленцов.
В ходе лабораторных экспериментов ученые установили, что углеродные наночастицы в сочетании с определенным ПАВ наиболее эффективно уменьшают межфазное натяжение в модельной системе н‑гексан/вода. Это показывает, что правильно подобранная «оболочка» из ПАВ может существенно менять поведение наночастиц на границе водной и углеводородной фаз, добавил Зеленцов.
В будущем специалисты планируют проверить устойчивость системы «углеродные наночастицы — ПАВ — вода» в более сложных средах, включая высокоминерализованные растворы и модельные нефтяные системы.
Работа выполнена при поддержке Фонда научно‑технологического развития Ханты‑Мансийского автономного округа — Югры (грант № 2024‑535‑03). Развитие направления продолжается в рамках стратегического технологического проекта СурГУ «Химия нефти» федеральной программы «Приоритет‑2030» национального проекта «Молодежь и дети».