بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله طیف فلوئورسان نفت خام به کمک روش فلوئورسان لیزر-القاییده - - LIF را به دست آوردهایم. وابستگی شدت فلوئورسانی خطوط طیفی نفت خام به غلظت هاي گوناگون نمونه را اندازهگیري کردیم. از تولوئن براي رقیق سازي نفت خام و ساختن محلولهایی با غلظتهاي متفاوت، استفاده شدهاست.
مقدمه
فلوئورسان لیزر –القاییده - LIF - ، روشی است براي ایجاد فلوئورسان در محیطهایی که داراي مولکولهایی با خاصیت فلوئورسانی - فلورفر - میباشند1]،.[2 فلوئورسان لیزر-القاییده در مایعات و جامدات براي مقاصد تشخیصی در زمینههاي متعدد کاربرد دارد.[3-6] از جمله کاربردهاي این روش در مورد نفت خام میباشد. در صنعت نفت خام، در طول عملیات حفر چاه، فلوئورسان به عنوان نشانگر وجود نفت خام بهکار می رود3]،4،.[7 نفت به دلیل دارا بودن هیدروکربنهاي آروماتیک چند حلقهاي - PAHs - و تک حلقهاي - - BTXEداراي خاصیت فلوئورسانی میباشد4]،PAHs .[8 داراي نوارهاي جذبی بیش از 300 نانومتر هستند، بنابراین برانگیختگی لیزري در ناحیهيuv باعث القاي فلوئورسان در مولفههاي آروماتیک چند حلقهاي نفت خام میشود 9]،.[10
برانگیختگی با لیزرهاي تپی در غلظتهاي مختلف باعث تغییر شدت نشر و خصوصیات طیفی میشود.[9] اثرات غلظت، همچون انتقال انرژي و خاموشی، تاثیر قابل توجهی برروي طیف فلوئورسان نفت خام دارد و تغییر طیف نشر فلوئورسانی نفت خام با غلظت، نشان دهنده وجود این اثرات است3]،.[9 نفت خام داراي مقادیر قابل توجهی از موادي است که باعث خاموشی فلوئورسان شده، طیف نشري را تحت تاثیر قرار میدهند و با افزایش غلظت، آهنگ خاموشی افزایش یافته و اثر مستقیم بر کاهش شدت سیگنال فلوئورسان دارد11]،7،.[4 از طرفی با افزایش غلظت، به علت پدیدهي انتقال انرژي، جابه جایی به قرمز در طیف نشري مشاهده میشود3]،.[4
انتقال انرژي فرایندي است که در آن انرژي حالت الکترونی برانگیختهي یک فلوروفر به فلورفر دیگري از گونهي مولکولی دیگر منتقل می شود. این مولکول بعد از برانگیختگی، تابش میکند که این تابش باعث یک جابجایی در طیف فلوئورسانی میشود3]،.[12 معادلات - 7 - و - 8 - نشاندهندهي فرایندهاي ناتابشمندي هستند که مربوط به سازوکارهاي فروافتی میباشند که شامل برخورد با مولکولهاي حلال و خاموشی درون مولکولی می باشند3]،7،.[12 نفت خام شامل مقادیر قابل توجهی کروموفر میباشد که فلورفر نمیباشند یعنی خاصیت فلوئورسانی ندارند. منظور از کروموفر، مولکولهایی است که در ناحیهي طیفی مورد نظر، نور را جذب می کنند.[3] این کروموفرها می توانند نقش خاموش کننده داشته باشند - روابط 5و. - 6
در این مقاله با استفاده از منبع لیزر نیتروژن، اثرات تغییر غلظت را برروي نفت خام رقیق شده توسط تولوئن،در غلظتهاي مختلف بررسی میشود آزمایش نمونهي نفت خام براي انجام آزمایش از پالایشگاه نفت اصفهان تهیه شده است. براي رقیق سازي نفت خام از تولوئن با درصد خلوص%99,7 استفاده شده است که یک هیدروکربن آروماتیک تک حلقهاي میباشد - شکل. - 1 تولوئن داراي نوار جذبی زیر 280 نانومتر می باشد. به کمک این ماده، سه نمونه محلول با غلظتهاي lit 0/64 grو lit 2/4 gr و lit 4/6 gr ساخته شده است.
در برپایی آزمایش از لیزر تپی نیتروژن با طول موج335 نانومتر و پهناي تپ 10 μs به عنوان چشمه برانگیختگی واز یک سل کوارتز به عنوان ظرف حاوي محلول در طول آزمایش استفاده شدهاست. سل کوارتز طول موج ماورابنفش را جذب نمیکند. از یک تکفام ساز - Instronix SDMC1-02 - براي جدا کردن طول موج هاي نشري حاصل از فلوئورسان نفت خام، و براي آشکار سازي شدت به دست آمده، از لولهي افزونگرفوتونی، - ΦA −7K - PMT،که به اسیلوسکوپ - - HM507 متصل است، استفاده شده است. شدت هر طول موج با استفاده اسیلوسکوپ ثبت شدهاست.
نتایج و بحث
شکل - 3 - طیف فلوئورسانی به دست آمده براي سه محلول ساخته شده را نشان می دهد.مشاهده میشود که بین نمونههاي رقیق و غلیظ، تفاوتهایی از نظر شدت و شکل طیف وجود دارد. افزایش غلظت در نمونهي مورد نظرباعث افزایش میزان انتقال انرژي میشود که این موضوع یک جابجایی به قرمز را نسبت به طول موج برانگیختگی ایجاد می کند.با کاهش میزان غلظت نفت خام در محلول ، این جابجایی به قرمز کاهش مییابد. در نمونههاي نفت خام، طول موج کوتاه توسط مولکولهاي کوچک جذب شده وسپس انرژي برانگیختگی به مولکولهاي بزرگتر منتقل میشود و این انتقال انرژي باعث جابه جایی به قرمز طیف نشر فلوئورسانی میشود.
نتیجه گیري
فلوئورسان لیزر القائیدهي نفت خام نشان میدهد که این ماده شامل کروموفر و فلورفر ولی با میزان متفاوت میباشد. تغییر غلظت،اثرات مختلفی بر طیف نشري فلوئورسانی نفت خام دارد. با افزایش غلظت، جابجایی به قرمز بیشتري در طیف مشاهده میشود که به دلیل اثر انتقال انرژي میباشد. همچنین با افزایش غلظت، فرایند خاموشی باعث کاهش شدت سیگنالهاي دریافتی میشود.
