Preparação de hidrogéis nanocompósitos à base de poliacrilamida (PAM) e polietilenoimina (PEI) para recuperação avançada de petróleo

dc.creatorAline Ingrid Alves dos Reis Almeida
dc.date.accessioned2025-01-14T18:46:12Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:04:05Z
dc.date.available2025-01-14T18:46:12Z
dc.date.issued2024-10-04
dc.description.abstractIn this work, polyacrylamide (PAM) nanocomposites hydrogels were obtained in saline solutions with ionic strength μ = 0.6 from the incorporation of 0,5; 1,0 and 2,0% (w/w) of TiO2 nanoparticles (NPs), oxidized carbon nanotubes (CNT-ox) and graphene oxide (GO) for application in conformity control of oil reservoirs. The nanocomposites hydrogels were prepared using polyethyleneimine (PEI) as a crosslinking agent in the formation of the three-dimensional structure of the gel and the influence of the mass proportion of polymer and crosslinker was analyzed by varying the amount of PEI in the systems, making it possible to determine most promising systems for incorporation of nanofillers. Dynamic rheology measurements showed that the TiO2 nanoparticles provide a structural reinforcement to the gel from a double crosslink, increasing the elastic character for the hydrogels obtained in the proportion PAM/PEI 9:2 (m/m), promoting greater thermal stability and increasing the time required for gelation; and reaching the maximum gel force (J) without loss of stability in the proportion PAM/PEI 9:4 (m/m). CNTox nanocomposite hydrogels promoted greater stability of the gel force and reduced up to 56% the percentage of syneresis in relation to conventional hydrogels for the gel obtained in the mass ratio 9:3 (PAM/PEI). The incorporation of GO provided an increase in gelation time of up to 72 hours, keeping the gel-force I stable throughout the production for the sample obtained from the PAM/PEI 9:3 (m/m) ratio. In addition, all hydrogels with GO incorporation proved to be extremely efficient in reducing water loss, presenting a decrease in syneresis of up to 78%. In general, the results showed that nanocomposites hydrogels with 1.0% incorporation of carbon nanomaterials and TiO2 NPs are promising for improving conformance control by blocking preference zones in oil reservoirs.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/79215
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectFísico-química
dc.subjectNanopartículas
dc.subjectPetróleo
dc.subjectPoliacrilamida
dc.subjectCarbono
dc.subjectDióxido de titânio
dc.subjectSíntese inorgânica
dc.subjectAnálise espectral
dc.subjectAnalise térmica
dc.subjectLuz – Espalhamento
dc.subjectMicroscopia
dc.subject.otherHidrogéis nanocompósitos
dc.subject.otherRecuperação avançada de petróleo
dc.subject.otherPoliacrilamida
dc.subject.otherNanomateriais de carbono
dc.subject.otherNanopartículas de TiO2
dc.titlePreparação de hidrogéis nanocompósitos à base de poliacrilamida (PAM) e polietilenoimina (PEI) para recuperação avançada de petróleo
dc.title.alternativePreparation of polyacrylamide (PAM) and polyethyleneimine (PEI) nanocomposite hydrogels for enhanced oil recovery
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Hállen Daniel Rezende Calado
local.contributor.advisor1Marcelo Machado Viana
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0625352407013811
local.contributor.referee1Maria Helena de Araujo
local.contributor.referee1Fabiano Vargas Pereira
local.contributor.referee1Cláudio dos Santos Ferreira
local.contributor.referee1João Paulo Campos Trigueiro
local.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/1825761466296960
local.description.resumoNeste trabalho, foram obtidos hidrogéis nanocompósitos de poliacrilamida (PAM) em soluções salinas com força iônica μ= 0,6 a partir da incorporação de 0,5%; 1,0% e 2,0% (m/m) de nanopartículas (NPs) de TiO2, nanotubos de carbono oxidado (CNTox) e óxido de grafeno (GO) para aplicação em recuperação avançada de petróleo por meio da técnica de controle de conformidade. Os hidrogéis nanocompósitos foram preparados utilizando a polietilenoimina (PEI) como agente de reticulação na formação da estrutura tridimensional do gel, onde a influência da proporção mássica de polímero e reticulador foi analisada por meio da variação da quantidade de PEI nos sistemas, tornando possível a determinação dos sistemas mais promissores para incorporação das nanocargas. Medidas de reologia dinâmica mostraram que as nanopartículas de TiO2 fornecem um reforço estrutural ao gel, aumentando o caráter elástico para os hidrogéis obtidos na proporção PAM/PEI 9:2 (m/m), promovendo maior estabilidade térmica e aumentando o tempo necessário para a gelificação; e alcançando a força-gel máxima (J) sem perda de estabilidade. Os hidrogéis nanocompósitos de CNTox promoveram maior estabilidade da força-gel e reduziram a porcentagem de sinérese em relação aos hidrogéis de referência quando obtidos utilizando a proporção mássica 9:3 (PAM/PEI). A incorporação de GO forneceu uma retardação na gelificação de até 72 horas, mantendo a força-gel I estável durante o envelhecimento, para a amostra obtida a partir da proporção PAM/PEI 9:3 (m/m). Além disso, todos os hidrogéis com incorporação de GO se mostraram extremamente eficientes na redução da perda de água, apresentando uma diminuição da sinérese de até 71%. De maneira geral, os resultados mostraram que hidrogéis nanocompósitos com incorporação de nanomateriais de carbono e NPs de TiO2 são promissores para a melhora do controle de conformidade a partir do bloqueio dos caminhos preferências em reservatórios.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8473-2203
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

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