Публикации участников конференции

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

Сведения о статье:

Шуткова С. А. , Доломатов М. Ю. , Гильмутдинов А. Т. Исследование химической, молекулярной и надмолекулярной структуры нанокластеров из асфальтенов западносибирской нефти

Данные о статье:
Название статьи:	Исследование химической, молекулярной и надмолекулярной структуры нанокластеров из асфальтенов западносибирской нефти
Все авторы публикации в порядке следования:	Шуткова С. А. , Доломатов М. Ю. , Гильмутдинов А. Т.
Аннотация:	Экспериментально и теоретически изучены химическая, электронная и надмолекулярная структуры нанокластеров из асфальтенов, выделенных из остатка атмосферно-вакуумной перегонки западносибирской нефти по методике Хайрудинова И.Р. Среднечисловая молекулярная масса образца, полученная методом криоскопии в нафталине, составляет 3820 а.е.м. Методом электронной спектроскопии определены эффективные потенциалы ионизации (5.59 эВ) и сродства к электрону (1.85 эВ). Элементный состав асфальтенов определен рентгенофлуоресцентным анализом на аппарате Спектроскан Макс G. Методом ИК-спектроскопии выполнен структурно-групповой анализ асфальтенов западно-сибирской нефти. На основе данных химического анализа и спектроскопии построены молекулярные фрагменты «континентального типа», из которых состоят наноагрегаты нефтяных асфальтенов. Структуры нанокластеров построены из 2-12 молекулярных фраг-ментов. Молекулярные массы нанокластеров находятся в интервале от 1012 а.е.м. (2 фраг-мента) до 6216 а.е.м. (12 фрагментов). Исследование электронной и химической структуры наночастиц смолисто-асфальтеновых веществ проведено методом DFT/B3LYP с базисным набором 6-31+G*, используя программный пакет GAUSSIAN. Расчет нанокластеров, образованных молекулами асфальтенов, был проведен методом молекулярной механики ММ+ с полной опти-мизацией геометрии. Квантово-химические расчеты свидетельствуют о том, что первый вертикальный потенциал ионизации молекул асфальтенов находится в интервале от 6,14 до 7,03 эВ, сродство к электрону – от 0.12 до 0.92 эВ. Рассчитаны значения энергии межмолекулярного взаимодействия фрагментов в нанокластерах (2.46 – 298.02 эВ кДж/моль). Расчеты показали, что при увеличении количества молекул в кластере от 2 до 12 значения энергии активации проводимости нанокластеров, построенных из молекулярных фрагментов уменьшаются в интервале от 3.63 до 1.80 эВ. Подтверждена непланарность нафтеноароматических фрагментов в молекулах нефтяных асфальтенов. Двугранный угол между виртуальными плоскостями алкильных колец и плоскости кольца находится в интервале от 1080 до 1580, что несколько отличается от тетраэдрической структуры, характерной для sp3-гибридизации. Двугранный угол между плоскостью нафтенового кольца и плоскостью ароматических колец в структурах нанокластеров имеет различные значения, находясь в интервале от 1610 до 1680. Расстояние h между виртуальными плоскостями нафтеноароматических фрагментов нанокластера находится в интервале от 3.6 до 3.7 Å. Исследования показали, что при определенном количестве молекулярных фрагментов (около 9) наступает стабилизация образованных наноагрегатов, что приводит к образованию нанокластеров. Таким образом, подтверждается теория, согласно которой наиболее устойчивыми являются наноагрегаты, состоящие из 6–10 нафтеноароматических пластин.
ROI:	jbc-01/22-70-6-1
Ключевые слова:	асфальтены, наноагрегаты, кластеры, метод молекулярной механики, потенциал ионизации, сродство к электрону, ИК-спектроскопия, рентгенофлуоресцентный анализ, крио-скопия в нафталине, энергия межмолекулярного взаимодействия, энергия активации проводимости
Общий форум статьи:	Смотреть форум
Шапка статьи в pdf:	Скачать [размер файла: 273кб.] Дата: 19.08.2022 10:50:24
Комментарий: