[pt] As nanopartículas de sílica (SiNPs) são amplamente utilizadas em diversas áreas e formam nanofluidos com propriedades excepcionais quando suspensas em um fluido base. No entanto, o transporte e a quantificação de SiNPs em meios porosos representam desafios significativos. Para resolver isso, a espectroscopia de fluorescência é uma técnica promissora para essa tarefa. Neste estudo, uma série denanopartículas core-shell fluorescentes à base de sílica (FSiNPs) com núcleos semelhantes, mas diferentes grupos de superfície foram sintetizadas usando os métodos de síntese de Stober e WORM. Essas FSiNPs híbridas foram projetadas e apresentaram o mesmo comportamento coloidal que as SiNPs comerciais amplamente aplicadas na forma de nanofluidos. A presença de grupos amino primários foi confirmada nas FSiNPs positivas, caracterizações posteriorescorroboraram a presença de matéria orgânica confirmando a inserção de moléculas fluorescentes em todas as FSiNPs. Análises comparativas revelaram que o método WORM produziu nanopartículas mais homogêneas tanto no quesito formato quanto na distribuição de tamanho. A análise de adsorção/dessorção de N2 demonstrou semelhanças entre os FSiNPs sintetizados e as SiNPs comerciais, validando sua adequação para experimentos de transporte com foco no comportamento coloidal. Ambas as WORM-FSiNPs foram quantificadas com sucesso no efluente após fluir através da coluna de esferas de vidro. A SiNP contendo grupos de superfície aminopropil mostraram a maior estabilidade e menor adsorção em comparação com aqueles enxertados com grupos silanol. Isso foi atribuído ao efeito de interações atrativas mais fortes entre as NPs e as moléculas do surfactante aniônico. Por fim, foi demonstrado o potencial dessas NPs fluorescentes como marcadores sensíveis para estudos de transporte e adsorção em nanofluidos contendo surfactantes. / [en] Silica nanoparticles (SiNPs) are widely used in various fields, and they form
nanofluids with exceptional properties when they are suspended in a base fluid.
However, the transport and quantification of SiNPs in porous media pose
significant challenges. To address this, fluorescence spectroscopy is a promising
technique for this task. In this study, a series of core-shell silica-based fluorescent
nanoparticles (FSiNPs) with similar cores but different surface groups were
synthesized using the Stober and WORM synthesis methods. These hybrid FSiNPs
were designed and presented the same colloidal behavior as commercial SiNPs
widely applied in the form of nanofluids. The presence of primary amino groups
was confirmed in positive-FSiNPs, and a posterior characterization supported the
presence of organic matter in nanoparticles confirming the insertion of fluorescent
molecules in all FSiNPs. Comparative analyses revealed that the WORM method
produced more homogeneous nanoparticles with consistent form and size
distribution. The N2 adsorption/desorption analysis demonstrated similarities
between the synthesized FSiNPs and commercial SiNPs, validating their suitability
for transport experiments focusing on colloidal behavior. Both WORM-FSiNPs
were successfully quantified in the effluent after flowing through the glass bead
column. The SiNP-containing aminopropyl surface groups showed the greatest
stability and lowest adsorption compared with those grafted with silanol groups. It
was attributed to the effect of stronger attractive interactions between the NPs and
anionic surfactant molecules. The potential of these fluorescent NPs as sensitive
tracers for transport and adsorption studies in nanofluids containing surfactants was
demonstrated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63881 |
| Date | 31 August 2023 |
| Creators | ALESSANDRA PAZINI |
| Contributors | AURORA PEREZ GRAMATGES, AURORA PEREZ GRAMATGES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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