Структурно-химические свойства наночастиц нефтяных асфальтенов и способ получения электропроводящих материалов на их основе

• Автор: Шуткова, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ б

ГЛАВА 1 НЕФТЯНЫЕ АСФАЛЬТЕНЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ. СВОЙСТВА. МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ.

1.1 Классификация асфальтенов

1.2 Методы выделения асфальтенов

1.2Л Лабораторные методы выделения АСВ

1.2.2 Промышленные методы разделения асфальтенов

1.3 Химические свойства асфальтенов

1.3.1 Элементный состав

1.3.2 Металлы в асфальто-смолистых веществах

1.3.3 Молекулярная масса
1.4 Квантово-химические характеристики асфальтенов и молекулярные структуры
1.4.1 Дипольные моменты асфальтенов
1.4.2 Молекулярная структура асфальтенов
1.4.3 Квантово-химические расчеты
1.5 Спектральные характеристики асфальтенов
1.5.1 Исследования методами ЭПР- и ИК- спектроскопии
1.5.2 Исследование электронной структуры асфальтенов методом электронной феноменологической спектроскопии
1.6 Надмолекулярная структура асфальтенов
1.7 Электрофизические свойства асфальтенов
1.7.1 Электрические свойства асфальтенов
1.7.2 Теоретические предпосылки выделения асфальтенов различными растворителями

1.7.3 Асфальтены как полупроводники
Выводы к главе 1
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Асфальтены
2.2 Методы исследования
2.2.1 Выделение асфальтенов
2.2.2 Исследование физико-химических свойств
2.2.2.1 Метод измерения удельного электрического сопротивления
2.2.22 Электронный парамагнитный резонанс
2.2.23 Электронная абсорбционная спектроскопия нефтей и нефтепродуктов
2.2.2.4 Электронная феноменологическая спектроскопия
2.2.3 Атомно-силовая микроскопия
2.2.4 Обоснование выбора квантово-химических методов для расчета геометрической и электронной структуры асфальтенов
2.2.4.1 Выбор метода для оценки потенциала ионизации
2.2.4.2 Выбор метода для оценки сродства к электрону
2.2.4.3 Выбор метода для оценки ПИ и СЭ свободных радикалов
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ НЕФТЯНЫХ АСФАЛЬТЕНОВ КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
3.1 Определение физико-химических свойств асфальтенов
3.2 Исследование электронной структуры асфальтенов по электронным спектрам

3.3 Исследование электропроводности нефтяных асфальтепов
3.4 Исследование электронной структуры нефтяных асфальтенов квантово-химическими методами
3.4.1 Исследование электронной структуры углеводородных фрагментов молекул нефтяных асфальтенов
3.4.2 Исследование электронной структуры гетероатомных фрагментов молекул нефтяных асфальтенов
3.4.3 Исследование химической структуры молекулярных фрагментов асфальтенов методом молекулярной механики
3.5 Надмолекулярная структура нефтяных асфальтенов
3.5.1 Исследование структурно-химических характеристик димеров нефтяных асфальтенов
3.5.2 Исследование структурно-химических характеристик тримеров нефтяных асфальтенов
3.5.3 Исследование надмолекулярной структуры кластеров нефтяных асфальтенов
3.5.4 Исследование надмолекулярной структуры нефтяных асфальтенов методом атомно-силовой микроскопии
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕФТЯНЫХ АСФАЛЬТЕНОВ
4.1 Вопросы растворимости асфальтенов в различных растворителях
4.2 Оценка растворимости различных образцов нефтяных асфальтенов
4.3 Способ получения асфальтенов с заданными свойствами путем деасфальтизации углеводородного сырья н-алканами.
4.4 Установка фракционирования асфальто-смолистых веществ углеводородными растворителями

800 см’1. Традиционно выделены характеристические полосы поглощения ряда структурных групп с 14-, О- и Б-содержащими гетероатомами, проявляющиеся независимо от типа растворителя. Легко обнаруживаются колебания таких структур, как бензольные кольца, ацетоксигруппа, деформационные колебания 5Сарои-Н. Соотношения полос поглощения 1600 и 1692 см'1 указывает на
полисопряженный характер молекул и (или) возможное присутствие металлов, если оно подтверждено дополнительной информацией. Наиболее характерны различия нефтяных систем по содержанию ароматических соединений (полоса 1600-1604 см’1) и карбонильных групп (1692-1696 см’1). Самые высокие значения оптической плотности регистрируются для полосы 1308-1320 см’’(сульфоны, порфирины и др.), можно отметить слабую интенсивность полос поглощения 3372-3332 см'1 (гидроксил) и 3476-3480 см'1 (14-Н группа пиррольного цикла). Эксперименты показали, что наблюдение гомолитических процессов возможно на всех указанных полосах [91-93].
1.5.2 Исследование электронной структуры асфальтенов методом электронной феноменологической спектроскопии
Определены эффективные ПИ и СЭ для АСВ по поглощению излучения в ближней УФ и видимой областях спектра [45]. Регистрация спектров проводилась на двулучевом спектрометре в диапазоне 360...800 нм в разбавленных растворах толуола, растворителя оптически прозрачного в данной области при концентрациях исследуемого вещества порядка 10'2 г/л. Спектры имеют гладкий характер с отсутствием четко выраженных характеристических полос поглощения (рис. 1.4), что является особенностью многокомпонентных высокомолекулярных систем с хаосом химического состава [94, 95].
Расчет средних ПИ и СЭ проводили по корреляционным зависимостям, полученным для ароматических и сераорганических соединений [45, 96]. В процессе изучения спектров асфальтенов и углеводородных систем различного происхождения (табл. 1.17) установлено, что АСВ являются сильными