Публикации участников конференции

Англо-русскоязычный научный химический журнал
"БУТЛЕРОВСКИЕ СООБЩЕНИЯ"
Русский | English

Сведения о статье:

Шуткова С. А. , Доломатов М. Ю. , Бахтизин Р. З. , Доломатова М. М. Исследование электронной, молекулярной и надмолекулярной структуры нанокристаллитов нефтяных асфальтенов

Данные о статье:
Название статьи:	Исследование электронной, молекулярной и надмолекулярной структуры нанокристаллитов нефтяных асфальтенов
Все авторы публикации в порядке следования:	Шуткова С. А. , Доломатов М. Ю. , Бахтизин Р. З. , Доломатова М. М.
Аннотация:	Проведено исследование электронной и химической и надмолекулярной структуры нанокрис-таллитов, построенных из молекулярных и свободно-радикальных фрагментов нефтяных асфальтенов. Объектами исследования являются асфальтены, выделенные из асфальта пропановой деасфальтизации гудрона западносибирской нефти (ЗСН). Выделение и разделение асфальтенов выполнено поэтапно с использованием изооктана и спиртобензольной смеси. Получены электронные абсорбционные спектры растворов асфальтенов западносибирской нефти в видимой и УФ-области (280-780 нм). Выполнена обработка спектров на ЭВМ и расчет эффективных потенциалов ионизации и сродства к электрону изучаемых объектов. Рассчитаны значения эффективного потенциала ионизации (5.59 эВ) и сродства к электрону (1.85 эВ). Определены физико-химические свойства нефтяных асфальтенов: значения плотности (1044 кг/м3), среднечисловой молекулярной массы (879 а.е.м.), концентрации углеродных парамагнитных центров (от 145.6 до 273.4∙〖10〗^18 спин/см3). Исследована электронная структура наночастиц нефтяных асфальтенов методом DFT/B3LYP с базисным набором 6-31G*. Согласно расчетным данным адиабати-ческие первый потенциал ионизации (ПИ) молекулярных фрагментов равен 7.09 эВ, сродство к электрону (СЭ) – 1.10 эВ; ПИ свободно-радикальных фрагментов равен 5.46 эВ, СЭ – 1.32 эВ. Данные расчета подтверждают гипотезу о повышенной донорно-акцепторной способности асфальто-смолистых веществ. Результаты исследований структурных характеристик наночастиц нефтяных асфальтенов, проведен-ных с использованием метода молекулярной механики, обнаружили непланарность нафтеноароматических фрагментов. Двугранный угол между виртуальными плоскостями нафтеновых и ароматических колец имеет значения в интервале от 161о до 168о. Среднее расстояние между пластинами модельных фрагментов равно 3.6 Å. Установлена возможность образования устойчивых наноструктур, состоящих из нафтено-ароматических пластин. Рассчитанные значения энергий взаимодействия молекулярных (от 26.78 до 113.96 кДж/моль) и свободно-радикальных фрагментов (от 42.01 до 110.16 кДж/моль) подтверждаются данными эксперимента по определению энергия активации электропроводности образца асфальтенов остатков ЗСН (129.58 кДж/моль). Исследования показали, что при увеличении количества фрагментов от 2 до 8 значения энергии активации электропроводности нанокристаллитов, состоящих из молекулярных и свободно-радикальных фрагментов, уменьшаются от 3.55 до 2.83 эВ и от – 1.70 до 0.98 эВ, соответственно. Результаты расчета соответствуют данным эксперимента по определению энергия активации электропроводности различных по природе образцов асфальтенов (0.92-2.95 эВ), что подтверждает их полупроводниковую природу и прыжковый механизм переноса заряда.
ROI:	jbc-01/24-77-1-20
DOI:	10.37952/jbc-01/24-77-1-20
Ключевые слова:	нефтяные асфальтены, нанокристаллиты, потенциал ионизации, сродство к электрону, энергия активации электропроводности
Общий форум статьи:	Смотреть форум
Шапка статьи в pdf:	Скачать [размер файла: 273кб.] Дата: 02.02.2024 18:45:59
Комментарий: