Síntesis y caracterización de nano esferas de sílice mediante el método sol-gel y sol-gel modificado para ser utilizadas como soporte de trazadores en yacimientos petrolíferos de crudo mediano-liviano

Abstract

Este trabajo resume los resultados obtenidos de la síntesis de nanoparticulas de sílice con morfología esférica la cual se llevó a cabo mediante dos procedimientos experimentales vía sol-gel y vía sol-gel modificado, en los cuales se estudiaron 2 parámetros de importancia, la velocidad de agregación del precursor de sílice (gota a gota o en un sólo paso) y el tipo de agitación empleado durante la síntesis (agitación magnética o ultrasonido), lo que permitió evaluar el efecto de estos en el diámetro final de las esferas obtenidas. El primer procedimiento experimental consistió en la síntesis de esferas de sílice vía sol-gel modificado con surfactante como agente templante en la reacción de polimerización del sílice para la obtención final de esferas de óxido de silicio basado en la estabilización de partículas por efectos estéricos, dicha metodología se realizó a pH ácido obteniendo como resultado, al evaluar los parámetros antes mencionados, cuatro sólidos caracterizados mediante las siguientes técnicas: difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y área BET. El diámetro promedio obtenido para estos cuatro sólidos es en el orden de las micras, siendo estos: Sólido 1 (síntesis bajo agitación magnética y TEOS en un sólo paso): 8 μm. Sólido 2 (síntesis bajo agitación magnética y TEOS tasa de goteo 0,6 mL/min): 9 μm. Sólido 3 (síntesis bajo ultrasonido y TEOS en un sólo paso): 5,2 μm. Sólido 4 (síntesis bajo ultrasonido y TEOS tasa de goteo 0,6 mL/min): 8,5 μm. Por otra parte, el segundo procedimiento experimental, se basó en la síntesis de esferas vía sol-gel siguiendo la metodología de stober [32], la cual se basa en síntesis a pH básico, en donde el agente responsable de la morfología de las partículas es el amonio, siendo esto asociado a la estabilización de partículas por efectos electrostáticos. En este procedimiento se evaluó un parámetro extra a los evaluados en el procedimiento 1 (la temperatura) por lo que se obtuvo como resultado seis sólidos caracterizados mediante las siguientes técnicas: difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía electrónica de transmisión (MET) y área BET. El diámetro promedio obtenido para estos seis sólidos es en el orden de los nanómetros, siendo estos: Sólido 1 (síntesis bajo agitación magnética y TEOS en un sólo paso): 104 nm. Sólido 2 (síntesis bajo agitación magnética y TEOS tasa de goteo 0,6 mL/min): 263 nm. Sólido 3 (síntesis bajo ultrasonido y TEOS en un sólo paso): 43 nm. Sólido 4 (síntesis bajo ultrasonido y TEOS tasa de goteo 0,6 mL/min): 66 nm. Sólido 5 (síntesis bajo agitación magnética y TEOS en un sólo paso, T= 50ºC): 66 nm. Sólido 6 (síntesis bajo agitación magnética y TEOS tasa de goteo 0,6 mL/min T= 50ºC): 90 nm. Comparando ambas metodologías empleadas, los sólidos sintetizados via sol-gel modificado arrojaron diámetros mayores que los sintetizados via sol-gel, estos últimos sólidos poseen el diámetro y morfología adecuada para ser el soporte de agentes fluorescentes en investigaciones futuras los cuales deberán ser sometidos a pruebas estáticas y dinámicas para su posterior uso como trazadores en yacimientos petrolíferos de crudo mediano-liviano.