Praćenje utjecaja koncentracije i magnetnog polja na agregaciju asfaltena pomoću spektroskopije NMR

diplomski rad

• Naslov (engleski): Monitoring concentration and magnetic field influence on asphaltene aggregation by NMR spectroscopy
• Autor: Ivana Mikulandra
• Mentor: Predrag Novak (mentor)
• Član povjerenstva: Predrag Novak (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Davor Kovačević (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Vesna Petrović Peroković (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tomislav Jednačak (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2018-12-07, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Asfalteni predstavljaju najteže, najmanje reaktivne i najpolarnije frakcije sirove nafte. Sastoje
se od aromatskih molekula supstituiranih alifatskim lancima, heteroatomima N, S i O te
metala u tragovima, poput V, Ni i Fe. Ove kompleksne makromolekule sklone su stvaranju
agregata, što uzrokuje poteškoće prilikom proizvodnje i transporta nafte.
Agregacija asfaltena iz vakuumskog ostatka sirove nafte je u ovome radu proučavana
spektroskopijom NMR korištenjem tehnika inverznog oporavka i DOSY NMR. OdreĎeno je
koncentracijsko područje u kojem nastaju agregati u toluenu te je istražen utjecaj porfirina
vanadija(IV), nikla(II) i željeza(III) na vrijednosti difuzijskih koeficijenata, relaksaciju i
agregaciju asfaltena. Nakon dodatka porfirina nije zapažen utjecaj na difuzijske koeficijente i
agregaciju, dok je izmjereno značajno smanjenje longitudinalnog vremena relaksacije jezgre
1H zbog paramagnetnog doprinosa metala. Na temelju izmjerenih difuzijskih koeficijenata
izračunati su hidrodinamički radijusi i molekulske mase monomera i agregata asfaltena.
Očekuje se da će dobiveni rezultati pridonijeti boljem razumijevanju procesa agregacije ovih
spojeva.

Sažetak (engleski)

Aspahltenes represent the heaviest, least reactive and most polar fraction of crude oil. They
consist of aromatic molecules substituted by aliphatic chains, heteroatoms N, S and O and
trace amounts of metals, such as Ni, V and Fe. These complex macromolecules tend to form
aggregates causing many problems in crude oil production and transportation.
In this reserch, aggregation behavior of asphaltenes obtained from vaccum residue of
crude oil distillation was investigated by applying inversion recovery and DOSY NMR
techniques. The lowest aggregation concentration in toluene was determined and the influence
of V(IV), Ni(II) and Fe(III) porphyrins on diffusion coefficient, relaxation and aggregation
process was studied. The addition of metalloporphyrins significantly decreased longitudinal
relaxation time due to the paramagnetic contribution, but no effect on diffusion coefficient
was observed in used concentration range. Hydrodynamic radii and molecular weights of the
studied compounds were calculated from their diffusion coefficients. It is expected that the
presented results will contribute to better understanding the asphaltene aggregation process.

• Ključne riječi: agregati; asfalteni; difuzijski koeficijent; DOSY NMR; porfirini
• Ključne riječi (engleski): aggregates; asphaltenes; crude oil; diffusion coefficient; DOSY NMR; porphyrins
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:647056
• Studijski program: Naziv: Kemija; smjerovi: istraživački; Smjer: istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra kemije (mag. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2018-12-14 11:44:36