Síntesis de nanofluidos ferromagnéticos funcionalizados y su efecto en la deshidratación de emulsiones agua en aceite

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dc.contributor.advisorBlanco Tirado, Cristian
dc.contributor.advisorCombariza Montañez, Marianny Yajaira
dc.contributor.authorAcuña Rodriguez, Katherin Natalia
dc.date.accessioned2024-03-04T00:11:57Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:11:57Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractEn este trabajo de investigación se sintetizaron nanopartículas de magnetita (Fe3O4) recubiertas con una capa superficial de sílice (Fe3O4@SiO2), las cuales posteriormente fueron funcionalizadas a través de dos metodologías: por el acoplamiento de grupos aminopropiltrimetoxisilano, APTES (Fe3O4@SiO2@APTES), y con grupos hexadeciltrimetoxisilano, HDTMS (Fe3O4@SiO2@HDTMS). La caracterización de las nanopartículas funcionalizadas se realizó por microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía infrarroja (IR-ATR) y difracción de rayos X (DRX). Asimismo, se determinó tanto la estabilidad térmica de estos materiales por análisis termogravimétrico (TGA) como el aumento en su hidrofobicidad por medio del ángulo de contacto con el agua, y se encontró que las nanoestructuras funcionalizadas presentaron alta estabilidad térmica y propiedades hidrofóbicas mejoradas en comparación con el material de partida. Con base en estos resultados, se formularon dos nanofluidos, NF-Fe3O4@SiO2@APTES y NF-Fe3O4@SiO2@HDTMS, que se evaluaron como agentes de deshidratación de una emulsión natural de crudo pesado colombiano de tipo agua en aceite, y cuya eficiencia se determinó por pruebas convencionales de campo, microscopía óptica y análisis reológico. Los nanofluidos, además de disminuir la viscosidad de la emulsión tratada, lograron su deshidratación hasta en un 46%. Asimismo, se evidenció que la emulsión tratada, cuyo comportamiento reológico obedece a un fluido pseudoplástico, presentó menor cantidad y tamaño en las gotas de agua remanentes en comparación con la emulsión sin tratamiento. Con la generación de estos nanofluidos ferromagnéticos funcionalizados se espera impactar positivamente en las líneas de recobro, transporte y producción de hidrocarburos colombianos, específicamente en el área de la separación eficiente de emulsiones de crudos pesados.
dc.description.abstractenglishWe report the synthesis of magnetite nanoparticles (Fe3O4) coated with a superficial layer of silica (Fe3O4@SiO2), which were later functionalized through two methodologies: by the coupling of aminopropyltrimethoxysilane groups, APTES (Fe3O4 @SiO2@APTES), and with hexadecyltrimethoxysilane groups, HDTMS (Fe3O4@ SiO2@HDTMS). Characterization of the functionalized nanoparticles was carried out by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), infrared spectroscopy (IR-ATR) and X-ray diffraction (XRD). Likewise, the thermal stability of these materials was determined by thermogravimetric analysis (TGA) and the increase in their hydrophobicity by means of the contact angle with the water, and it was found that the functionalized nanostructures presented high thermal stability and improved hydrophobic properties in comparison with the starting material. Based on these results, two nanofluids, NF-Fe3O4@SiO2@APTES and NF-Fe3O4@SiO2@HDTMS were formulated, which were evaluated as dehydrating agents of a natural emulsion of heavy Colombian oil of water-in-oil type, and whose Efficiency was determined by conventional field tests, optical microscopy and rheological analysis. The nanofluids, in addition to reducing the viscosity of the treated emulsion, achieved dehydration by up to 46%. Moreover, it was evidenced that the treated emulsion, whose rheological behavior obeys a pseudoplastic fluid, presented smaller quantity and size in the remnant water droplets in comparison with the emulsion without treatment. With the generation of these functionalized ferromagnetic nanofluids, it is expected to have a positive impact on the recovery, transportation and production lines of colombian hydrocarbons, specifically in the area of efficient separation of heavy crude emulsions.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/39275
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Química
dc.publisher.schoolEscuela de Química
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectNanopartículas De Magnetita
dc.subjectFuncionalización Superficial
dc.subjectNanofluidos
dc.subjectDeshidratación De Emulsiones W/O.
dc.subject.keywordMagnetite Nanoparticles
dc.subject.keywordSurface Functionalization
dc.subject.keywordNanofluids
dc.subject.keywordDehydration Of W/O Emulsions.
dc.titleSíntesis de nanofluidos ferromagnéticos funcionalizados y su efecto en la deshidratación de emulsiones agua en aceite
dc.title.englishSynthesis of functionalized ferromagnetic nanofluids and its effect on the dehydration of water in oil emulsions*
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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