Síntese e aplicação de nanopartículas de prata para quantificação de inibidores de incrustação e de cátions incrustantes na indústria do petróleo

dc.contributor.advisorBalaban, Rosângela de Carvalho
dc.contributor.advisor-co1Fernandes, Rafael da Silva
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-7587-6010pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7711521318854102pt_BR
dc.contributor.authorAraújo, Pedro Felype Ferreira
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0612133730532646pt_BR
dc.contributor.referees1Villetti, Marcos Antônio
dc.contributor.referees2Souza, Miguel Ângelo Fonseca de
dc.date.accessioned2024-08-05T19:59:51Z
dc.date.available2024-08-05T19:59:51Z
dc.date.issued2024-06-05
dc.description.abstractThe search for alternative analytical methods for determining scale inhibitors and scale cations has aroused interest in the petroleum industry. In this sense, silver nanoparticles (AgNPs), more specifically the optical properties of Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR), become a promising material for the development of nanoplatforms for spectral optimization and nanosensors. optics. Thus, the objective of this work was to combine AgNPs with Raman spectroscopy (SERS), UV-Vis spectroscopy and digital images (using a smartphone and free software, ImageJ) to determine the concentration of scale inhibitors (ATMP and DTPMP) and fouling cations (Mg+2, Ca+2, Sr+2 and Ba+2). These methodologies were based, respectively, on the properties of AgNPs for Raman signal amplification, variation in the absorbance intensity of the plasmonic band (400 nm) and changes in the color of the silver nanoparticle solution in the presence of the analyte. The development of SERS substrate suitable allowed the detection of ATMP in concentrations in the order of 10-4 M. Furthermore, digital imaging and UV-Vis spectroscopy analyzes quantified fouling cations and the inhibitor DTPMP in concentrations in the order of 10-6 M, with excellent linear regression. The colorimetric sensor based on UV-Vis spectroscopy achieved a limit of detection (LOD) of 50.9 µM for DTPMP and less than 30 µM for cátions. Characterizations by UV-vis spectroscopy and Dynamic Light Scattering (DLS) proved that the sensor is based on the mechanism of aggregation or stabilization of AgNPs, depending on the analyte with which they interact. Thus, the results obtained demonstrated that the methodologies developed are efficient, reliable, low-cost and less laborious, when compared to traditionally used methodologies (ion chromatography and ICP-OES).pt_BR
dc.description.resumoA busca por métodos analíticos alternativos para determinação de inibidores de incrustação e de cátions incrustantes tem despertado interesse na indústria do petróleo. Neste sentido, as nanopartículas de prata (AgNPs), mais especificamente as propriedades ópticas de ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR, do inglês localized surface plasmon resonance), tornam-se um material promissor para o desenvolvimento de nanoplataformas de otimização espectral e de nanossensores ópticos. Assim, o objetivo deste trabalho foi de combinar AgNPs com a espectroscopia Raman (SERS, do inglês surface enhanced Raman spectroscopy), espectroscopia UV-Vis e imagens digitais (uso de smartphone e um software livre, ImageJ) para determinação da concentração de inibidores de incrustação (ATMP e DTPMP) e de cátions incrustantes (Mg+2, Ca+2, Sr+2 e Ba+2). Estas metodologias foram baseadas, respectivamente, nas propriedades das AgNPs de amplificação do sinal Raman, variação da intensidade de absorbância da banda plasmônica (400 nm) e mudanças na coloração da dispersão de nanopartículas de prata na presença do analito. O desenvolvimento do substrato SERS adequado permitiu a detecção de ATMP em concentrações na ordem de 10-4 M. Além disso, as análises por imagens digitais e por espectroscopia UV-Vis quantificaram cátions incrustantes e o inibidor DTPMP em concentrações na ordem de 10-6 M, com excelente regressão linear. O sensor colorimétrico baseado na espectroscopia UV-Vis alcançou um limite de detecção de 50,9 µM para o DTPMP e menor que 30 µM para os cátions. As caracterizações por espectroscopia UV-Vis e dynamic light scattering provaram que o sensor é baseado no mecanismo de agregação ou estabilização das AgNPs, dependendo do analito com a qual interagem. Dessa forma, os resultados obtidos demonstraram que as metodologias desenvolvidas são eficientes, confiáveis, de baixo custo e menos laboriosas, quando comparadas às metodologias tradicionalmente utilizadas (cromatografia iônica e ICP-OES).pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationARAÚJO, Pedro Felype Ferreira. Síntese e aplicação de nanopartículas de prata para quantificação de inibidores de incrustação e de cátions incrustantes na indústria do petróleo. Orientadora: Dra. Rosângela de Carvalho Balaban. 2024. 84f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58986
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectQuímicapt_BR
dc.subjectNanopartícula de pratapt_BR
dc.subjectIncrustaçãopt_BR
dc.subjectInibidor de incrustaçãopt_BR
dc.subjectNanossensor ópticopt_BR
dc.subjectSERSpt_BR
dc.subjectDetecção colorimétricapt_BR
dc.subjectIndustria do petróleopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApt_BR
dc.titleSíntese e aplicação de nanopartículas de prata para quantificação de inibidores de incrustação e de cátions incrustantes na indústria do petróleopt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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