Актуальность проблемы. Актуальность исследования металло-порфириновых комплексов продиктована, во-первых, их практической значимостью, так как асфальтены зачастую являются объектом исследований в биологии и органической химии; во-вторых, огромной ролью асфальтенов в нефтяной промышленности; в-третьих, перспективой их использования в новых приложениях, таких как солнечные батареи и квантовые процессоры.
Асфальтены являются объектом исследований в различных отраслях науки уже много десятилетий, соответственно, собрана значительная информационная база о соединениях данного типа. Значительный интерес представляют собой исследования асфальтенов методами электронного парамагнитного резонанса и методом двойного электронно-ядерного резонанса в частности.
ЭПР спектроскопия широко применяется во многих областях науки, например, физике, химии, медицине, биологии. Также широкое распространение, благодаря своей чувствительности, получили методы двойного электронного резонанса. На данный момент наиболее распространённым методом двойного электронного резонанса является метод двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР), который благодаря своей чувствительности позволяет детектировать взаимодействие с магнитными ядрами.
Применение метода ЭПР и его модификаций в нашей лаборатории показало перспективность этих исследований.
Целью данной работы является оценка перспективности использования метода ДЭЯР протонов молекул асфальтена для исследования сложных углеводородных систем. Оценка перспективности будет произведена из сравнения полученных экспериментальных данных, позволяющих сделать выводы о структуре асфальтеновых комплексов с существующими моделями строения.
Для успешного достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выбор наиболее подходящих для исследования образцов нефти и асфальтенов.
2. Снятие экспериментальных спектров ЭПР и ДЭЯР.
3. Расшифровка полученных спектров и интерпретация результатов.
4. Сравнение полученных данных о структуре асфальтенов с существующими моделями их строения.
Достижения. Автор ведёт активную научно-исследовательскую деятельность. В январе 2013 года участвовал во введении в эксплуатацию нового оборудования(приставка ELDOR) и разработке методики по использованию данного оборудования. Результаты работы представлены на весенней студенческой конференции института физики 2013 года и XV международном симпозиуме имени Феофилова в докладах «Радиационные центры окраски LiF как модельная система для демонстрации возможностей ELDOR и ENDOR» и «Multi-frequency (9 and 94 GHz) ELDOR/ENDOR investigations of hyperfine interactions» (имеется одноимённая публикация в издании «Book of Abstracts of the XV international Feofilov Symposium on Spectroscopy on Crystal Doped with Rare Earth and Transition Metal Ions», Kazan 2013 - авторы: V.O.Erofeev, M.R.Gafurov, G.V.Mamin, S.B.Orlinskii; p.199). Результат работы представлены на студенческой конференции 2014 г.
Научные результаты получили высокую оценку в виде: победы на конкурса «Потанинская стипендия-2012»: 2013-2014 годах повышенной стипендии Президента РТ за успешную научную деятельность и отличную учебу.
Нефть (из тур. neft,от персидск. нефт) — природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений. Относится к каустобиолитам (ископаемое топливо).
Большая часть месторождений нефти является осадочными породами. По цвету нефть различается от буро-коричневых, зачастую можно встретить нефть чисто чёрного цвета, иногда встречается нефть жёлто-зелёного цвета, бесцветная, а также насыщенно-зелёная нефть. Нефть имеет характерный запах, также варьирующий от легкого приятного до тяжелого и очень неприятного. Цвет и запах нефти в основном обусловлены наличием азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов. Большинство углеводородов нефти (кроме ароматических) в чистом виде лишено запаха и цвета.
На протяжении последних двух столетий нефть - одно из важнейших для человечества полезных ископаемых.
По химическому составу и происхождению нефть близка к природным горючим газам. Эти ископаемые объединены в общую группу петролитов. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих минералов биогенного происхождения, в которые входят и другие топливные ископаемые (торф, бурые и каменный уголь, антрацит, сланцы).
Нефть, как правило, можно обнаружить вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до нескольких(5-6) километров. Как правило, на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км
Показаны возможности методов ЭПР и высокочастотного ДЭЯР для исследования нефтей и асфальтенов. Показана возможность методов к исследованию окружения и структуры сложных органических соединений. Предложен метод построения эксперимента и обработки данных, полученных данным методом. Показано согласие экспериментальных данных с существующей структурной моделью асфальтенов Йена-Маллинса.
