Development of Quantum Dots Based Nano-agents For Residual Oil Sensing. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF final_My_dissertation_PDF.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 2 August 2021. Download (8MB)

Arabic Abstract

إن اشباه الموصلات ذات أحجام أقل من 10 نانوميتر تسمى “ نقط كميّة QDs)) والتي تتميز بخصائص فريدة مما يجعلها مفيدة في الكثير من التطبيقات الهامة، حيث تتميز باستقرار ملحوظ في العديد من المحاليل، وغالبا ما تكون معاملات الإنبعاث الضوئي لها عالية بسبب نطاق الإثارة الواسع لها والممتد من منطقة الأشعة فوق البنفسجية إلى بداية الأشعة تحت الحمراء، مما يجعلها تشع في منطقة الضوء المرئي بألوان مختلفة استنادا إلى حجمها. في هذا العمل تم تطوير مواد النانو متناهية الصغر ذات قدرة على إستشعار المواد البترولية بعد تغليفها بمادة السليكا، ولقد تم استخدام أنواع مختلفة من هذه المواد لها انبعاثات محددة الألوان بعد تعريضها للأشعة فوق البنفسجية مثل جزيئات السيليكا النانونية وجزيئات آوكسيد الزنك وجزيئات سيلينيد الكادميوم النانوية والمغلفة بجزيئات السيليكا النانونية حيث تمت عملية وضع مجموعات وظيفية على سطح السليكا مثل مجموعة الأمين لتتمكن هذه المواد النانوية من إستشعار المواد البترولية في مكامنها، ولقد كان التحدي الأكبر في هذا العمل هو تطوير هذه الجزيئات بحيث يصبح لديها القدرة على الإنتقال في عدة اوساط وبالتالي تحسين انتقائية وحساسية هذه الجزيئات. وكذلك تم التحكم بحجم هذه الجزيئات المطورة (30-250) نانوميتر، ودراسة استقرارها في ظروف تحاكي بيئة المواد البترولية داخل الأبار النفطية من حيث درجة الحرارة والضغط والملوحة العالية. ولوحظ من الدراسة أن هذه الجزيئات النانوية المطورة تمتلك القدرة على استكشاف وتحسس المواد النفطية مقارنة بما هو موجود الآن، كما أن هذا العمل يفتح أبواب جديدة في عمليات استكشاف مكامن وجود البترول وقد تكون متفوقة على الطرق الأخرى من حيث التكلفة والكفاءة.

English Abstract

Semiconductors with a size less than 10 nm are called quantum dots. They exhibit good stability in most organic solvents, and unique photonic properties with high emission coefficients, making them very useful for a wide range of applications. The same materials emit light in the visible region with different colorations, based on their size distribution. In this work, the development of functionalized smart nano-agent core-shell quantum dots systems for reservoir oil sensing was carried out. The research was limited to silicon nanoparticles and zinc oxide, as well as cadmium selenide quantum dots. Their encapsulation in a silica shell increased their stability under different environmental conditions. The size of the silica-based luminescent nano-agents was controlled to between 30-250 nm. Moreover, their oil sniffing capability and stability was demonstrated at various reservoir conditions, such as variable temperature and salinity. The surface modification and functionalization of these agents with different functional groups, such as amine, improved the nano-agents’ selectivity and stability after changing their hydrophilic-hydrophobic surface characters. Fluorescence efficiency and its stability under different conditions was investigated for the newly-developed materials. This work is opening new research in the field of oil sensing and exploration, which in the future could be less costly and more efficient.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Morsy, Mohammed
Committee Co-Advisor:	Yamani, Zain
Committee Members:	Khan, Sufyan and Al-Suwaiyan, Abdulaziz and Kawde, Abdel-Nasser
Depositing User:	AL-JABARI HAFEZ (g201107090)
Date Deposited:	03 Jan 2016 08:29
Last Modified:	01 Feb 2021 12:47
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139821