Investigación de la cinética de difusión de fluidos en nanocanales utilizando la espectrometría micro-Raman

Área de la Ciencia:

• Nanotecnología
• Química Física
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La difusión de fluidos en nanoporos es vital para las aplicaciones energéticas.
• Los métodos existentes luchan para medir con precisión la difusión en nanocanales debido a la complejidad de los poros y los desafíos de medición.
• La comprensión de las interacciones entre la pared del fluido es clave para optimizar la difusión de los nanoporos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un nuevo método para investigar la cinética de difusión de fluidos en nanocanales.
• Para cuantificar los coeficientes de difusión de las mezclas de petróleo en los nanocanales de esquisto.
• Evaluar la influencia del tamaño de los poros y la temperatura en la difusión.

Principales métodos:

• Desarrolló un método de desintegración de concentración que combina nanofluidos y espectroscopia Raman microscópica.
• Utilizó un diseño de chip "canal-canal-célula" para la detección de concentración en tiempo real.
• Utilizó un módulo de control de temperatura hecho por sí mismo para ajustes de temperatura precisos (295 × 383 K).

Principales resultados:

• Demostró que la difusión de aceite en nanocanales (21173 nm de profundidad) se ajusta a la ley de difusión de Fick.
• No se observó ninguna desviación significativa en los coeficientes de difusión de la fase a granel, incluso en canales estrechos.
• Validación de la fiabilidad del método de descomposición de la concentración a través de resultados experimentales consistentes.

Conclusiones:

• El método de desintegración por concentración mide con precisión los coeficientes de difusión en los nanocanales.
• Las interacciones entre la pared del fluido parecen tener un efecto insignificante en la cinética de difusión del aceite en los nanocanales estudiados.
• El método ofrece aplicaciones prometedoras para una mayor investigación sobre la difusión de nanoporos.