Oxidación de compuestos orgánicos en interfases estabilizadas con nanopartículas de Fe2O3 funcionalizados con hexadeciltrimetoxisilano con potencial aplicación en procesos de recobro mejorado

Abstract

Este trabajo presenta la evaluación de nanopartículas de Fe₂O₃ con potencial aplicación en procesos de combustión in situ dentro de los métodos de recuperación mejorada de petróleo (EOR). Se desarrolló un método de síntesis que permite el control del tamaño de partícula, incrementando el área superficial específica comparado con metodologías convencionales, y habilitando la funcionalización subsecuente in situ con hexadeciltrimetoxisilano (HDTMS). Se implementó un modelo predictivo para el control del grado de funcionalización superficial, modulando la hidrofilicidad de las nanopartículas en un amplio rango bajo condiciones que preservan su capacidad catalítica.

Se evaluó la capacidad de las nanopartículas funcionalizadas para estabilizar emulsiones Pickering, estableciendo las condiciones óptimas de formulación para sistemas agua-en-aceite (W/O) y aceite-en-agua (O/W) en función del grado de hidrofilicidad superficial. La actividad catalítica se evaluó mediante la oxidación de alcohol bencílico como molécula modelo de compuestos oxigenados presentes en la fracción de asfaltenos, utilizando reacciones tipo Fenton con H₂O₂. Se determinaron las condiciones óptimas de reacción, se realizó el estudio cinético y se construyó un modelo matemático que describe el comportamiento del sistema.

Posteriormente, se evaluó la reactividad de compuestos heteroatómicos modelo de nitrógeno y azufre (dibenzotiofeno, tiofeno, quinolina e indol), representativos de corrientes de refinería. Los resultados demostraron que las nanopartículas sintetizadas catalizan eficientemente la oxidación de estos compuestos heteroatómicos, evidenciando su potencial como aditivos catalíticos en procesos de combustión in situ para la recuperación mejorada de petróleo, con la capacidad adicional de formar interfases estabilizadas tipo Pickering que favorecen el contacto reactivo.