Тюменские и новосибирское физики показали, что потенциал использования полученных ими нанопорошков в нефтяной промышленности достаточно высок. Использование углеродных наноматериалов (УН) в энергетических и химических процессах увеличивает скорости реакций, массо- и теплоперенос.

Ряд экспериментальных исследований убедительно показал, что небольшие добавки углеродных наночастиц (в различных аллотропных формах графена, графита и тому подобных материалов) или наноструктур типа «ядро-оболочка» (например, с ядром из железа или меди или никель и их оксидов, и оболочкой из нескольких слоев графена в виде лепестков размером в несколько нанометров) могут существенно изменить фильтрационные и фрикционные свойства нефтевытесняющих жидкостей.

Так, широко обсуждается разработка технологий добычи нефти из трудноизвлекаемых источников с использованием наножидкостей. Однако разработка такой важной для увеличения нефтеотдачи технологии сдерживается недостаточной изученностью механизмов взаимодействия металлов с жидкими углеводородами.

Перспективный подход к получению углеродных наноматериалов – пиролиз углеводородов с последующей объемной или поверхностной конденсацией из паровой фазы. В зависимости от параметров газофазного процесса, таких как температура, давление, состав газовой смеси, использование катализаторов, образуются УН различных размеров, морфологии и строения. Методы газофазного синтеза, основанные на пиролизе углеводородов, позволяют широко варьировать параметры синтеза, тем самым контролируя структурные характеристики и свойства продукта.

Статья физиков Тюменского и Новосибирского государственных университетов вышла в журнале Catalysis Today.

Методом газофазного синтеза ученые получили углеродные и композитные наночастицы различного химического состава. Метод, по словам физиков, является экологически чистым, высокопроизводительным и масштабируемым. Водные суспензии на основе частиц ядро-оболочка демонстрируют хорошую способность к формированию упорядоченных структур, образующих фрактальные нити на границе раздела жидких углеводородов и наножидкостей, что должно происходить в процессе самосборки наночастиц и молекул углеводородов.

Использование наножидкостей на основе структур ядро-оболочка в качестве агента, способного вытеснять остаточную нефть из пористой среды, предпочтительнее наножидкостей на основе УН, что подтверждено результатами компьютерного моделирования в атомно-потенциальном приближении. Результаты исследований вытесняющей способности наножидкостей на основе УН свидетельствуют о высоком потенциале использования полученных нанопорошков в нефтяной промышленности.