Gratias tibi ago quod nature.com invisisti. Versio navigatri quam uteris limitatam sustentationem CSS habet. Pro optima experientia, commendamus ut recentissima versione navigatri utaris (vel modum compatibilitatis in Internet Explorer deactivare). Praeterea, ut continua sustentatio praestetur, hic situs stilos vel JavaScript non continebit.
Expansio schisti in receptaculis clasticis problemata gravia creat, quae ad instabilitatem putei ducit. Ob causas ambientales, usus fluidi perforantis aquosi cum inhibitoribus schisti additis praefertur fluido perforanti olei. Liquores ionici (ILs) multum attentionis ut inhibitores schisti propter proprietates suas adaptabiles et notas electrostaticas fortes attraxerunt. Attamen, liquidi ionici (ILs) imidazolyl fundati, late in fluidis perforantibus adhibiti, toxici, non-biodegradabiles et sumptuosi esse se demonstraverunt. Solventa eutectica profunda (DES) alternativa magis sumptuosa et minus toxica liquidis ionicis habentur, sed adhuc sustentabilitatem ambientalem requisitam non attingunt. Progressus recentes in hoc campo ad introductionem solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) duxerunt, quae propter veram amicitiam ambientalem nota sunt. Hoc studium NADES investigavit, quae acidum citricum (ut acceptorem vinculi hydrogenii) et glycerolum (ut donatorem vinculi hydrogenii) ut additiva fluidi perforantis continent. Liquores perforantes NADES fundati secundum API 13B-1 elaborati sunt, et eorum efficacia cum liquoribus perforantibus kalii chloridi, liquoribus ionicis imidazolii, et liquoribus perforantibus cholini chloridi:urea-DES fundatis comparata est. Proprietates physico-chemicae NADES proprietariorum accurate describuntur. Proprietates rheologicae, amissio liquoris, et proprietates inhibitionis schisti fluidi perforantis per studium aestimatae sunt, et demonstratum est, concentratione 3% NADES, rationem tensionis cessionis ad viscositatem plasticam (YP/PV) auctam esse, crassitudinem crustae luti 26% redactam esse, et volumen filtrati 30.1% redactam esse. Notandum est NADES ratam inhibitionis expansionis admirabilem 49.14% consecutum esse et productionem schisti 86.36% auxisse. Haec eventa attribuuntur facultati NADES ad activitatem superficialem, potentialem zeta, et spatium inter stratos argillarum modificandum, quae in hoc articulo disputantur ad mechanismos subiacentes intellegendos. Hoc liquor perforans sustinabilis industriam perforationis revolutionare exspectatur, praebendo alternativam non toxicam, sumptibus parcam, et valde efficientem inhibitoribus corrosionis schisti traditionalibus, viam sternens ad rationes perforationis ecologicas.
Schistus est saxum versatilis qui et fons et receptaculum hydrocarbonum fungitur, et structura eius porosa1 potentiam praebet et productioni et conservationi harum pretiosarum opum. Attamen schistus dives est mineralibus argillosis, ut montmorillonito, smectito, kaolinato et illito, quae eum pronum ad tumorem faciunt cum aquae exponitur, quod ad instabilitatem putei durante operationibus perforationis ducit2,3. Hae difficultates ad tempus non productivum (NPT) et multitudinem problematum operationalium, inter quae tubi haerentis, circulatione luti amissa, collapsus putei et incrustatio terebrae, tempus recuperationis et sumptus augentes. Tradionaliter, fluida perforationis oleo fundata (OBDF) electio praeferenda pro formationibus schisti fuerunt propter facultatem resistendi expansioni schisti4. Attamen, usus fluidorum perforationis oleo fundatorum maiores sumptus et pericula environmentalia secum fert. Fluida perforationis synthetica (SBDF) ut alternativa considerata sunt, sed eorum aptitudo ad altas temperaturas non est satisfactoria. Fluida perforatoria aquosa (WBDF) solutio attractiva sunt quia tutiora, magis amica ambienti, et magis sumptibus parca sunt quam OBDF5. Varia inhibitoria schisti adhibita sunt ad facultatem inhibitionis schisti WBDF augendam, inter quae inhibitoria tradita ut kalii chloridum, calx, silicatum, et polymerum. Attamen haec inhibitoria limitationes habent quoad efficaciam et impulsum ambientalem, praesertim propter magnam concentrationem K+ in inhibitoriis kalii chloridi et sensibilitatem pH silicatorum. 6 Investigatores possibilitatem utendi liquoribus ionicis ut additivis fluidorum perforatoriorum exploraverunt ad rheologiam fluidorum perforatoriorum emendandam et tumorem schisti et formationem hydratorum impediendam. Attamen haec liquida ionica, praesertim quae cationes imidazolyl continent, plerumque toxica, pretiosa, non biodegradabilia sunt, et processus praeparationis complexos requirunt. Ad haec problemata solvenda, homines alternativam magis oeconomicam et amicam ambienti quaerere coeperunt, quod ad ortum solventium eutecticorum profundorum (DES) duxit. DES est mixtura eutectica formata a donatore vinculi hydrogenii (HBD) et acceptore vinculi hydrogenii (HBA) ad certam rationem molaris et temperaturam. Hae mixturae eutecticae puncta liquefactionis inferiora habent quam singulae earum partes, praecipue propter delocalizationem oneris a vinculis hydrogenii effectam. Multi factores, inter quos energia clathri, mutatio entropiae, et interactiones inter aniones et HBD, partes magnas agunt in deminuendo puncto liquefactionis DES.
In studiis prioribus, varia additiva fluido perforatorio aquoso addita sunt ad problema expansionis schisti solvendum. Exempli gratia, Ofei et al. 1-butyl-3-methylimidazolii chloridum (BMIM-Cl) addiderunt, quod crassitudinem massae luti significanter (usque ad 50%) minuit et valorem YP/PV 11 per diminutionem ad temperaturas diversas. Huang et al. liquores ionicos (praesertim, 1-hexyl-3-methylimidazolii bromidum et 1,2-bis(3-hexylimidazol-1-yl)ethane bromidum) in combinatione cum particulis Na-Bt adhibuerunt et tumorem schisti significanter 86.43% et 94.17% respective12 redegerunt. Praeterea, Yang et al. 1-vinyl-3-dodecylimidazolii bromidum et 1-vinyl-3-tetradecylimidazolii bromidum adhibuerunt ad tumorem schisti 16.91% et 5.81% respective reducendum. 13 Yang et al. etiam 1-vinyl-3-ethylimidazolii bromidum adhibuerunt et expansionem schisti 31.62% minuerunt, recuperatione schisti ad 40.60% servantes. 14 Praeterea, Luo et al. 1-octyl-3-methylimidazolii tetrafluoroboratum ad tumorem schisti 80% reducendum adhibuerunt. 15, 16 Dai et al. copolymera liquida ionica ad schistum inhibendum adhibuerunt et augmentum 18% in recuperatione lineari comparatis inhibitoribus aminarum consecuti sunt. 17
Ipsa liquida ionica nonnulla incommoda habent, quae scientificos impulerunt ut alternativas magis ecologicas liquidis ionicis quaererent, et sic DES natus est. Hanjia prima fuit quae solventia eutectica profunda (DES) usus est, constantes ex vinylchloridi acido propionico (1:1), vinylchloridi acido 3-phenylpropionico (1:2), et acido 3-mercaptopropionico + acido itaconico + vinylchloridi (1:1:2), quae tumorem bentoniti 68%, 58%, et 58% respective inhibuerunt18. In experimento libero, MH Rasul rationem 2:1 glyceroli et carbonatis kalici (DES) adhibuit et tumorem exemplorum schisti 87% significanter minuit19,20. Ma urea:vinylchloridi usus est ad expansionem schisti 67% significanter minuendam.21 Rasul et al. Combinatio DES et polymeri ut inhibitor schisti duplicis actionis adhibita est, qui effectum inhibitionis schisti excellentem consecutus est22.
Quamquam solventia eutectica profunda (DES) plerumque alternativa viridior liquidis ionicis habentur, etiam componentes potentialiter toxicos, ut sales ammonii, continent, quod eorum amicabilitatem oecologicam dubiam reddit. Haec difficultas ad evolutionem solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) duxit. Adhuc ut DES classificantur, sed ex substantiis naturalibus et salibus constant, inter quas kalii chloridum (KCl), calcii chloridum (CaCl2), sales Epsom (MgSO4.7H2O), et alia. Numerosae combinationes potentiales DES et NADES amplum spatium investigationi in hoc campo aperiunt et applicationes in variis campis inventuras exspectantur. Plures investigatores novas combinationes DES feliciter excogitaverunt quae efficaces in variis applicationibus probatae sunt. Exempli gratia, Naser et al. 2013 DES fundatum in kalii carbonato synthetizaverunt et eius proprietates thermophysicas investigaverunt, quae deinde applicationes in campis inhibitionis hydrati, additivorum fluidorum perforationis, delignificationis, et nanofibrillationis invenerunt. 23 Jordy Kim et collegae NADES fundatum in acido ascorbico excogitaverunt et eius proprietates antioxidantes in variis applicationibus aestimaverunt. 24 Christer et al. NADES ex acido citrico fundatum excogitaverunt et potentiam eius ut excipientem pro productis collagenicis invenerunt. 25 Liu Yi et collegae applicationes NADES ut media extractionis et chromatographiae in recensione comprehensiva summarizaverunt, dum Misan et al. applicationes prosperas NADES in sectore agroalimentario disseruerunt. Necesse est ut investigatores fluidorum perforationis efficaciam NADES in applicationibus suis recentioribus attendere incipiant. Anno 2023, Rasul et al. varias combinationes solventium eutecticorum profundorum naturalium ex acido ascorbico26, chlorido calcii27, chlorido kalii28 et sale Epsom29 fundatorum adhibuerunt et inhibitionem schisti et recuperationem schisti impressivam consecuti sunt. Hoc studium unum ex primis studiis est quod NADES (praesertim formulam ex acido citrico et glycerolo fundatam) ut inhibitorem schisti ecologicum et efficax in fluidis perforationis aquosis introducit, quod stabilitatem ambientalem excellentem, facultatem inhibitionis schisti emendatam et effectum fluidi emendatum comparatum cum inhibitoribus traditis ut KCl, liquidis ionicis imidazolyl fundatis et DES tradito praebet.
Studium praeparationem internam NADES fundati in acido citrico (CA), deinde accuratam characterisationem physicochemicam et usum eius ut additivum fluidi perforationis ad proprietates fluidi perforationis et facultatem inhibitionis tumoris aestimandas, complectetur. In hoc studio, CA fungetur ut acceptor nexus hydrogenii, dum glycerolum (Gly) fungetur ut donator nexus hydrogenii, electus secundum criteria examinationis MH pro formatione/selectione NADES in studiis inhibitionis schisti30. Mensurae spectroscopiae infrarubrae transformatae Fourier (FTIR), diffractionis radiorum X (XRD), et potentialis zeta (ZP) interactiones NADES-argillae et mechanismum subiacentem inhibitioni tumoris argillae elucidabunt. Praeterea, hoc studium fluidum perforationis CA fundatum in NADES cum DES32 fundato in 1-ethyl-3-methylimidazolii chlorido [EMIM]Cl7,12,14,17,31, KCl, et cholini chlorido:urea (1:2) comparabit ad efficaciam eorum in inhibitione schisti et emendatione effectus fluidi perforationis investigandam.
Acidum citricum (monohydratum), glycerinum (99 USP), et urea ab EvaChem, Kuala Lumpur, Malaysia, empta sunt. Cholini chloridum (>98%), [EMIM]Cl 98%, et kalii chloridum a Sigma Aldrich, Malaysia, empta sunt. Structurae chemicae omnium chemicorum in Figura 1 monstrantur. Diagramma viride chemica principalia in hoc studio adhibita comparat: liquidum imidazolyl ionicum, cholini chloridum (DES), acidum citricum, glycerinum, kalii chloridum, et NADES (acidum citricum et glycerinum). Tabula compatibilitatis oecologicae chemicorum in hoc studio adhibitorum in Tabula 1 exhibetur. In tabula, quaeque chemica secundum toxicitatem, biodegradabilitatem, pretium, et sustinabilitatem oecologicam aestimatur.
Structurae chemicae materiarum in hoc studio adhibitarum: (a) acidum citricum, (b) [EMIM]Cl, (c) cholini chloridum, et (d) glycerolum.
Candidati donatores nexus hydrogenii (HBD) et acceptores nexus hydrogenii (HBA) ad evolutionem NADES fundatae in CA (solvente eutectico profundo naturali) diligenter selecti sunt secundum criteria selectionis MH 30, quae ad evolutionem NADES tamquam inhibitorum schisti efficacium destinantur. Secundum hoc criterium, componentes cum magno numero donatorum et acceptorum nexus hydrogenii necnon gregum functionalium polarium idonei ad evolutionem NADES habentur.
Praeterea, liquor ionicus [EMIM]Cl et solvens eutecticus profundus (DES) cholini chloridum:ureae ad comparationem in hoc studio selecta sunt quia late ut additiva fluidorum perforationis adhibentur33,34,35,36. Accedit quod kalium chloridum (KCl) comparatum est quia inhibitor communis est.
Acidum citricum et glycerolum variis rationibus molaris mixta sunt ad mixturas eutecticas obtinendas. Inspectio visualis ostendit mixturam eutecticam esse liquidum homogeneum, pellucidum sine turbiditate, quod indicat donatorem nexus hydrogenii (HBD) et acceptorem nexus hydrogenii (HBA) feliciter mixtos esse in hac compositione eutectica. Experimenta praeliminaria peracta sunt ad observandum modum temperaturae dependentem processus mixtionis HBD et HBA. Secundum litteras praesto, proportio mixturarum eutecticarum aestimata est ad tres temperaturas specificas supra 50°C, 70°C et 100°C, quod indicat temperaturam eutecticam plerumque esse in intervallo 50–80°C. Libra digitalis Mettler adhibita est ad accurate ponderanda componentes HBD et HBA, et lamina calida Thermo Fisher ad calefaciendum et agitandum HBD et HBA ad 100 rpm sub condicionibus moderatis adhibita est.
Proprietates thermophysicae solventis nostri eutectici profundi (DES) synthetici, inter quas densitas, tensio superficialis, index refractionis, et viscositas, accurate mensuratae sunt per intervallum temperaturarum ab 289.15 ad 333.15 K. Notandum est hoc intervallum temperaturarum praecipue propter limitationes instrumentorum existentium electum esse. Analysis comprehensiva studium profundum variarum proprietatum thermophysicarum huius formulationis NADES comprehendit, earum modum agendi per intervallum temperaturarum revelans. Focus in hoc specifico intervallo temperaturarum perspicuitatem in proprietates NADES praebet, quae magni momenti sunt pro pluribus applicationibus.
Tensio superficialis NADES sicut paratae mensurata est in intervallo a 289.15 ad 333.15 K utens tensiometro interfaciali (IFT700). Guttae NADES formantur in camera repleta magno volumine liquidi utens acum capillare sub certis condicionibus temperaturae et pressionis. Systemata moderna imaginandi parametros geometricos aptos introducunt ad tensionem interfacialem calculandam utens aequatione Laplace.
Refractometrum ATAGO adhibitum est ad indicem refractionis NADES recens praeparatae per intervallum temperaturae 289.15 ad 333.15 K determinandum. Instrumentum modulo thermali utitur ad temperaturam regulandam ad gradum refractionis lucis aestimandum, quo facto necessitas balnei aquae temperaturae constantis tollitur. Superficies prismatis refractometri purganda est et solutio exemplaris aequaliter super eam distribuenda. Calibra cum solutione norma nota, deinde indicem refractionis in velo lege.
Viscositas NADES, sicut parati, per intervallum temperaturae 289.15 ad 333.15 K mensurata est, utens viscosimetro rotationali Brookfield (typi cryogenici) cum celeritate scissionis 30 rpm et magnitudine fusi 6. Viscosimetrum viscositatem metitur determinando momentum torquens requisitum ad fusum rotandum celeritate constanti in exemplo liquido. Postquam exemplum in cribro sub fuso positum et stringendum est, viscosimetrum viscositatem in centipoise (cP) ostendit, informationem pretiosam de proprietatibus rheologicis liquidi praebens.
Densimetrum portabile DMA 35 Basic adhibitum est ad densitatem solventis eutectici naturalis profundi (NDEES) recens praeparati in ambitu temperaturae 289.15–333.15 K determinandam. Cum instrumentum calefactorem inclusum non habeat, ad temperaturam definitam (± 2 °C) praecalefieri debet antequam densitometro NADES utatur. Saltem 2 ml exempli per tubum extrahe, et densitas statim in velo ostendetur. Notandum est propter absentiam calefactoris inclusi, eventus mensurae errorem ± 2 °C habere.
Ad pH NADES recens praeparatae in ambitu temperaturae 289.15–333.15 K aestimandum, pH-metrum Kenis mensale adhibuimus. Cum nullum instrumentum calefactionis inclusum adsit, NADES primum ad temperaturam desideratam (±2 °C) per laminam calefactam est, deinde directe pH-metro mensurata est. Specillum pH-metri in NADES omnino immerge et valorem finalem postquam lectio stabilizata est nota.
Analysis thermogravimetrica (TGA) adhibita est ad stabilitatem thermalem solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) aestimandam. Exempla durante calefactione analysata sunt. Adhibita statera altae praecisionis et diligenter monitorando processum calefactionis, graphica iacturae massae contra temperaturam generata est. NADES calefacta est ab 0 ad 500°C ratione 1°C per minutum.
Ad processum incipiendum, exemplum NADES diligenter miscendum, homogeneizandum, et umor superficialis removendus est. Deinde exemplum paratum in cuvetta TGA ponitur, quae typice ex materia inerti, ut aluminio, facta est. Ut eventus accurati sint, instrumenta TGA utens materiis referentialibus, typice exemplaribus ponderis, calibrantur. Post calibrationem, experimentum TGA incipit et exemplum modo moderato, plerumque celeritate constanti, calefacitur. Continua monitoratio relationis inter pondus exempli et temperaturam pars magni momenti experimenti est. Instrumenta TGA notitias de temperatura, pondere, et aliis parametris, ut fluxu gasis vel temperatura exempli, colligunt. Postquam experimentum TGA completum est, notitiae collectae analysantur ad mutationem in pondere exempli secundum temperaturam determinandam. Haec informatio utilis est ad determinandas amplitudines temperaturarum cum mutationibus physicis et chemicis in exemplo coniunctas, inter quas processus ut liquefactio, evaporatio, oxidatio, vel decompositio.
Liquor perforans aquosus diligenter secundum normam API 13B-1 formulatus est, et eius compositio specifica in Tabula 2 ad referentiam enumeratur. Acidum citricum et glycerolum (99 USP) a Sigma Aldrich, Malaysia, empta sunt ad solvens eutecticum profundum naturale (NADES) praeparandum. Praeterea, inhibitor schisti conventionalis, kalii chloridum (KCl), etiam a Sigma Aldrich, Malaysia, emptum est. 1-ethyl, 3-methylimidazolii chloridum ([EMIM]Cl) cum puritate plus quam 98% selectum est propter effectum suum significantem in emendanda rheologia fluidi perforantis et inhibitione schisti, quod in studiis prioribus confirmatum est. Et KCl et ([EMIM]Cl) in analysi comparativa adhibebuntur ad aestimandam efficaciam inhibitionis schisti a NADES productam.
Multi investigatores laminas bentonitarum ad tumorem schisti investigandum adhibere malunt, quia bentonita eundem gregem "montmorillonitarum" continet qui tumorem schisti efficit. Exempla vera nucleorum schisti obtinere difficile est, quia processus effossionis schistum destabilizat, quod efficit exempla quae non omnino schisti sunt, sed typice mixturam stratorum arenacei et calcarii continent. Praeterea, exempla schisti typice carent gregibus montmorillonitarum qui tumorem schisti efficiunt, et ideo experimentis inhibitionis tumoris non apta sunt.
In hoc studio, particulas bentoniti reconstitutas diametro circiter 2.54 cm usi sumus. Granula facta sunt premendo 11.5 grammata pulveris bentoniti natrii in prelo hydraulico ad 1600 psi. Crassitudo granulorum accurate mensurata est antequam in dilatometro lineari (LD) ponerentur. Deinde particulae in exemplaribus fluidi perforationis immersae sunt, inter quas exempla basis et exempla cum inhibitoribus ad tumorem schisti prohibendum adhibitis iniectis. Mutatio crassitudinis granulorum deinde diligenter observata est utens LD, mensuris intervallis 60 secundorum per 24 horas notatis.
Diffractione radiorum X ostendit compositionem bentonitis, praesertim eius 47% montmorilloniticam, momentum magnum esse ad intellegendas eius proprietates geologicas. Inter montmorillonitas bentonitis, montmorillonitas est pars principalis, 88.6% totius componentium constituens. Interea, quartz 29%, illites 7%, et carbonatus 9% efficit. Parva pars (circa 3.2%) est mixtura illitis et montmorillonitis. Praeterea, continet elementa vestigialia ut Fe2O3 (4.7%), aluminosilicatum argenti (1.2%), muscovitem (4%), et phosphatem (2.3%). Accedit quod parvae quantitates Na2O (1.83%) et silicati ferri (2.17%) adsunt, quod permittit ut elementa constitutiva bentonitis et proportiones eorum respective plene aestiment.
Haec pars studii comprehensiva proprietates rheologicas et filtrationis exemplorum fluidi perforantis, solvente eutectico profundo naturali (NADES) paratorum et additivo fluidi perforantis variis concentrationibus (1%, 3% et 5%) adhibitorum, exponit. Exempla mixturae liquidae, NADES fundata, deinde comparata et analysata sunt cum exemplis mixturae liquidae, kalii chloridum (KCl), CC:urea DES (cholini chloridum, solvente eutectico profundo:urea), et liquoribus ionicis constantibus. Numerus parametrorum clavis in hoc studio tractatus est, inter quas lectiones viscositatis, viscosimetro FANN ante et post expositionem condicionibus senescentibus ad 100°C et 150°C obtentae. Mensurae ad varias celeritates rotationis (3 rpm, 6 rpm, 300 rpm et 600 rpm) factae sunt, ita ut analysis comprehensiva de comportamento fluidi perforantis fiat. Data obtenta deinde ad proprietates clavis, ut punctum cessionis (YP) et viscositatem plasticam (PV), determinandas adhiberi possunt, quae perspicuitatem in effectum fluidi sub variis condicionibus praebent. Experimenta filtrationis sub alta pressione et alta temperatura (HPHT) ad 400 psi et 150°C (temperaturas typicas in puteis altae temperaturae) efficaciam filtrationis (crassitudo crustuli et volumen filtrati) determinant.
Haec sectio apparatu modernissimo, Dilatometro Lineari Grace HPHT (M4600), utitur ad proprietates inhibitionis tumoris schisti fluidorum nostrorum perforationis aquosorum diligenter aestimandas. Machina LSM est machina modernissima ex duobus componentibus constans: lamina compacta et dilatometro lineari (exemplar: M4600). Laminae bentonitae ad analysin praeparatae sunt utens Compactore Nuclei/Laminae Grace. LSM deinde statim notitias tumoris in his laminis praebet, permittens aestimationem comprehensivam proprietatum inhibitionis tumoris schisti. Experimenta expansionis schisti sub condicionibus ambientibus, id est, 25°C et 1 psia, peracta sunt.
Examen stabilitatis schisti experimentum clavem saepe appellatum est, experimentum recuperationis schisti, experimentum immersionis schisti, vel experimentum dispersionis schisti. Ad hanc aestimationem incipiendam, segmenta schisti in cribro BSS #6 separantur, deinde in cribro #10 ponuntur. Segmenta deinde in cisternam recipientem mittuntur, ubi cum fluido basi et luto perforatorio NADES (Solvente Eutectico Profundo Naturali) continenti miscentur. Proximus gradus est mixturam in furnum ponere ad processum intensum laminationis calidae, curando ut segmenta et lutum perfecte mixta sint. Post horas 16, segmenta a pulpa removentur, permittendo schistum putrescere, quod reductionem ponderis segmentorum efficit. Examen recuperationis schisti peractum est postquam segmenta schisti in luto perforatorio ad 150°C et 1000 psi. unciae intra horas 24 detenta sunt.
Ad recuperationem luti schisti metiendam, eum per cribrum subtilius (40 mesh) filtravimus, deinde aqua diligenter lavimus, et tandem in furno siccavimus. Haec diligens ratio nobis permittit ut lutum recuperatum cum pondere originali comparemus, tandem percentationem luti schisti feliciter recuperati computantes. Fons exemplorum schisti est ex Districtu Niah, Districtu Miri, Sarawak, Malaysia. Ante probationes dispersionis et recuperationis, exempla schisti analysi diffractionis radiorum X (XRD) diligenti subiecta sunt ut compositionem argillae quantificaremus et aptitudinem eorum ad probationem confirmaremus. Compositio mineralium argillae exempli haec est: illites 18%, kaolinites 31%, chlorites 22%, vermiculites 10%, et mica 19%.
Tensio superficialis est factor clavis qui penetrationem cationum aquae in microporos schisti per actionem capillarem moderatur, quae in hac sectione fusius investigabitur. Haec dissertatio munus tensionis superficialis in proprietate cohaesiva fluidorum perforationis examinat, eius influxum magni momenti in processum perforationis, praesertim inhibitionem schisti, illustrans. Tensiometro interfaciali (IFT700) usi sumus ad accurate metiendam tensionem superficialem exemplorum fluidorum perforationis, aspectum magni momenti comportamenti fluidorum in contextu inhibitionis schisti revelantes.
Haec sectio accurate tractat spatium inter stratos (d-layers), quod est distantia inter stratos aluminosilicati et unum stratum aluminosilicati in argillis. Analysis exempla luti humidi continentia 1%, 3%, et 5% CA NADES, necnon 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, et 3% CC:urea fundatum DES ad comparationem comprehendit. Diffractometrum radiorum X modernissimum (D2 Phaser), operans ad 40 mA et 45 kV cum radiatione Cu-Kα (λ = 1.54059 Å), munus criticum egit in inscriptione cacuminum diffractionis radiorum X exemplorum Na-Bt tam humidorum quam siccorum. Applicatio aequationis Bragg accuratam determinationem spatii inter stratos (d-layers) permittit, ita informationes utiles de comportamento argillae praebens.
Haec sectio instrumento provecto Malvern Zetasizer Nano ZSP utitur ad accurate metiendum potentiale zeta. Haec aestimatio informationem pretiosam praebuit de proprietatibus oneris exemplorum luti diluti continentium 1%, 3%, et 5% CA NADES, necnon 3% KCl, 3% [EMIM]Cl, et 3% CC:urea fundatum DES ad analysin comparativam. Haec eventa conferunt ad nostram comprehensionem stabilitatis compositorum colloidalium et interactionum eorum in fluidis.
Exempla argillae ante et post expositionem solventi eutectico profundo naturali (NADES) examinata sunt, utens microscopio electronico perlustrante emissionem campi Zeiss Supra 55 VP (FESEM), apparatu radiorum X dispersionis energiae (EDX) instructo. Resolutio imaginum 500 nm erat et energia fasciculi electronici 30 kV et 50 kV. FESEM visualisationem altae resolutionis morphologiae superficialis et proprietatum structuralium exemplorum argillae praebet. Propositum huius studii erat informationem de effectu NADES in exempla argillae obtinere, comparando imagines ante et post expositionem obtentas.
In hoc studio, technologia microscopiae electronicae per emissionem campi (FESEM) adhibita est ad effectum NADES in exemplaribus argillae in gradu microscopico investigandum. Propositum huius studii est elucidare applicationes potentiales NADES et effectum eius in morphologiam argillae et magnitudinem mediam particularum, quod informationem pretiosam investigationi in hoc campo praebebit.
In hoc studio, virgae erroris adhibitae sunt ad visualiter describendam variabilitatem et incertitudinem erroris medii percentualis (AMPE) per condiciones experimentales. Potius quam valores AMPE singulos depingere (cum valores AMPE depingere inclinationes obscurare et variationes parvas exaggerare possit), virgas erroris utentes regula 5% computamus. Haec methodus efficit ut quaeque virga erroris intervallum repraesentet intra quod intervallum fiduciae 95% et 100% valorum AMPE cadere exspectantur, ita praebens summarium clarius et concisius distributionis datorum pro singulis condicionibus experimentalibus. Usus virgarum erroris secundum regulam 5% ergo meliorem reddit interpretationem et fidem repraesentationum graphicarum et adiuvat ad intellegentiam accuratiorem eventuum et implicationum eorum praebendam.
In synthesi solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES), complures parametri clavis diligenter investigati sunt per processum praeparationis internae. Inter hos factores criticos sunt temperatura, proportio molaris, et celeritas mixtionis. Nostra experimenta ostendunt cum HBA (acidum citricum) et HBD (glycerolum) miscentur proportione molari 1:4 ad 50°C, mixturam eutecticam formari. Proprietas distinctiva mixturae eutecticae est eius aspectus pellucidus et homogeneus, et absentia sedimenti. Itaque, hic gradus clavis momentum proportionis molaris, temperaturae, et celeritatis mixtionis illustrat, inter quas proportio molaris factor maximus momenti fuit in praeparatione DES et NADES, ut in Figura 2 demonstratur.
Index refractionis (n) rationem celeritatis lucis in vacuo ad celeritatem lucis in secundo medio densiore exprimit. Index refractionis peculiariter interest pro solventibus eutecticis naturalibus profundis (NADES) cum applicationes optice sensibiles, ut biosensores, considerantur. Index refractionis NADES studiati ad 25°C erat 1.452, qui, quod interest, minor est quam glycerini.
Notandum est indicem refractionis NADES cum temperatura decrescere, et hanc inclinationem accurate describi posse per formulam (1) et Figuram 3, cum errore mediocri percentuali absoluto (AMPE) ad 0% perveniat. Haec actio temperaturae dependens explicatur diminutione viscositatis et densitatis ad altas temperaturas, quae efficit ut lux per medium celerius transeat, unde valor indicis refractionis (n) inferior evenit. Haec eventa perspicientiam pretiosam in usum strategicum NADES in sensu optico praebent, potentiam eorum pro applicationibus biosensorum illustrantes.
Tensio superficialis, quae inclinationem superficiei liquidi ad aream suam minuendam reflectit, magni momenti est in aestimanda idoneitate solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) ad applicationes pressione capillari fundatas. Studium tensionis superficialis in ambitu temperaturae 25–60°C informationes utiles praebet. Ad 25°C, tensio superficialis NADES acido citrico fundati 55.42 mN/m erat, quae significanter inferior est quam ea aquae et glycerini. Figura 4 ostendit tensionem superficialem significanter decrescere cum temperatura crescente. Hoc phaenomenon explicari potest incremento energiae cineticae molecularis et subsequenti diminutione virium attractivarum intermolecularium.
Decrementum lineare tensionis superficialis, quod in NADES investigato observatur, bene exprimi potest per aequationem (2), quae relationem mathematicam fundamentalem in intervallo temperaturae 25–60°C illustrat. Graphica in Figura 4 clare depingit inclinationem tensionis superficialis cum temperatura cum errore medio percentuali absoluto (AMPE) 1.4%, quod quantificat accuratiam valorum tensionis superficialis relatorum. Haec eventa implicationes magnas habent ad intellegendum modum agendi NADES et applicationes eius potentiales.
Intellectus dynamicae densitatis solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) maximi momenti est ad eorum applicationem in multis studiis scientificis facilitandam. Densitas NADES acido citrico fundati ad 25°C est 1.361 g/cm3, quae maior est quam densitatis glyceroli parentis. Haec differentia explicari potest additione acceptoris nexus hydrogenii (acidum citricum) ad glycerolum.
Exempli gratia, NADES citrato fundatum sumendo, eius densitas ad 1.19 g/cm3 ad 60°C decrescit. Incrementum energiae cineticae calefactione moleculas NADES dispergere facit, ita ut volumen maius occupent, unde densitatis decrementum evenit. Observata densitatis decrementum correlationem linearem cum incremento temperaturae ostendit, quae formula (3) recte exprimi potest. Figura 5 has proprietates mutationis densitatis NADES graphice repraesentat cum errore medio percentuali absoluto (AMPE) 1.12%, qui mensuram quantitativam accuratiae valorum densitatis relatorum praebet.
Viscositas est vis attractiva inter strata diversa liquidi in motu et munus magnum agit in intellegenda applicabilitate solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) in variis applicationibus. Ad 25°C, viscositas NADES erat 951 cP, quae altior est quam glycerini.
Observata viscositatis diminutio cum crescente temperatura praecipue explicatur per debilitationem virium attractivarum intermolecularium. Hoc phaenomenon in diminutione viscositatis fluidi evenit, inclinatio clare demonstrata in Figura 6 et quantificata per Aequationem (4). Notandum est, ad 60°C, viscositas ad 898 cP cadere cum errore medio percentuali generali (AMPE) 1.4%. Intellectus accuratus dependentiae viscositatis contra temperaturam in NADES magni momenti est ad applicationem eius practicam.
pH solutionis, per logarithmum negativum concentrationis ionis hydrogenii determinatum, est criticum, praesertim in applicationibus pH-sensibilibus, ut synthesis DNA, itaque pH NADES diligenter investigandum est ante usum. Exemplo NADES acido citrico fundati sumpto, pH distincte acidicus 1.91 observari potest, quod a pH relative neutro glycerini vehementer discrepat.
Curiose, pH solventis naturalis acidi citrici dehydrogenasi solubilis (NADES) cum temperatura crescente non linearem decrescentiam ostendit. Hoc phaenomenon vibrationibus molecularibus auctis attribuitur, quae aequilibrium H+ in solutione perturbant, ad formationem ionum [H]+ et, vicissim, mutationem valoris pH ducunt. Cum pH naturale acidi citrici a 3 ad 5 variet, praesentia hydrogenii acidici in glycerolo pH ulterius ad 1.91 demittit.
Modus pH NADES citrato fundati in intervallo temperaturae 25–60°C apte per aequationem (5) repraesentari potest, quae expressionem mathematicam pro inclinatione pH observata praebet. Figura 7 hanc relationem interesantem graphice depingit, effectum temperaturae in pH NADES, qui 1.4% pro AMPE esse dicitur, illustrans.
Analysis thermogravimetrica (TGA) solventis eutectici profundi acidi citrici naturalis (NADES) systematice peracta est in intervallo temperaturae ab temperatura ambiente ad 500°C. Ut ex Figuris 8a et b videri potest, initialis amissio massae usque ad 100°C praecipue debebatur aquae absorptae et aquae hydratationis cum acido citrico et glycerolo puro associatae. Retentio massae significativa circiter 88% observata est usque ad 180°C, quae praecipue debebatur decompositioni acidi citrici in acidum aconiticum et subsequenti formationi anhydridi methylmaleici(III) post ulteriorem calefactionem (Figura 8b). Supra 180°C, clara species acroleini (acrylaldehydi) in glycerolo etiam observari potuit, ut in Figura 8b37 demonstratur.
Analysis thermogravimetrica (TGA) glycerini processum amissionis massae duorum graduum ostendit. Gradus initialis (180 ad 220°C) formationem acroleini implicat, deinde significantem amissionem massae ad altas temperaturas a 230 ad 300°C (Figura 8a). Temperatura crescente, acetaldehydum, dioxidum carbonis, methanum, et hydrogenium successive formantur. Notandum est, tantum 28% massae ad 300°C retentam esse, quod suggerit proprietates intrinsecas NADES 8(a)38,39 fortasse vitiosas esse.
Ad informationem de formatione novorum vinculorum chemicorum obtinendam, suspensiones recens praeparatae solventium eutecticorum profundorum naturalium (NADES) per spectroscopiam infrarubram transformatae Fourier (FTIR) analysatae sunt. Analysis peracta est comparando spectrum suspensionis NADES cum spectris acidi citrici puri (CA) et glycerini (Gly). Spectrum CA ostendit apices claros ad 1752 1/cm et 1673 1/cm, qui vibrationes extensionis vinculi C=O repraesentant et etiam CA propriae sunt. Praeterea, mutatio significativa in vibratione flexionis OH ad 1360 1/cm in regione digitalis observata est, ut in Figura 9 demonstratur.
Similiter, in casu glycerini, mutationes vibrationum extensionis et flexionis OH inventae sunt ad numeros undarum 3291 1/cm et 1414 1/cm respective. Nunc, per analysin spectri NADES sicut praeparati, mutatio significativa in spectro inventa est. Ut in Figura 7 demonstratur, vibratio extensionis vinculi C=O a 1752 1/cm ad 1720 1/cm et vibratio flexionis vinculi -OH glycerini a 1414 1/cm ad 1359 1/cm mutata est. Hae mutationes in numeris undarum mutationem in electronegativitate indicant, quae formationem novorum vinculorum chemicorum in structura NADES indicat.