برای تولید نانو ذرات اکسید ایتریم، روش قالبریزی ژل که روشی نوینی برای تولید این نانو ذرات است، انتخاب و بررسی گردید. در این روش، یون های فلزی داخل شبکه پلمیری از جنس پلی اکریل آمید قرار می گیرند. با از بین بردن شبکه پلمیری در اثر حرارت دهی، نانو ذرات اکسید ایتریم تولید می گردد. برای رسیدن به این هدف، مواد نمک نیترات ایتریم، اکریل آمید و متیلن بیس اکریل آمید را در آب حل و با استفاده از محلول پر سولفات آمونیوم شبکه پلیمری را تولید می کنیم. در اثر این واکنش قالب جامدی از این مواد تولید می شود. قالب ساخته شده در کوره قرار می گیرد تا ضمن تجزیه کامل مواد پلیمری، عمل کلسیناسیون ایتریم نیز انجام شود. در نهایت مواد بدست آمده توسط آنالیزهای دستگاهی sem، xrd، sta و edax مورد بررسی قرار گرفتند. با استفاده از این روش، نانو ذراتی با اندازه بلور بین 15 الی 35 نانومتر تولید گردید. همچنین جهت بهینه سازی فرآیند تولید، دما و زمان کلسیناسیون مورد بررسی قرار گرفت که پس از تولید نمونه مختلف و بررسی آنان با آنالیزهای دستگاهی، دمای 650 درجه سانتی گراد و زمان 2 ساعت مناسب تشخیص داده شد. برای بدست آوردن نسبت بهینه مواد نیز آزمایشات زیادی انجام شد که بر این اساس نسبتهای وزنی بهینه آب/ اکریل آمید= 5، اکریل آمید/ متیلن بیس اکریل آمید = 10 و اکریل آمید/ نیترات ایتریم= 20 پیشنهاد می شود. در جریان این تحقیقات نیز آشکار شد که با افزایش میزان نمک نیترات ایتریم و همچنین کاهش میزان ماده متیلن بیس اکریل آمید، اندازه ذرات بزرگتر می شود. در نهایت، کل زمان انجام فرآیند تولید این نانو ذره در حدود 2 ساعت و 30 دقیقه است که در مقایسه با روشهای پیشین تولید این نانو ذره بسیار کوتاهتر شده است.

هدف از انجام این تحقیق ساخت نانو ساختارهای جدید هیبریدی متشکل از نانو ساختار کربنی/ اکسید فلزی به عنوان عامل پایدار ساز امولسیون¬های آب و نفت بوده است. پس از بررسی¬ها، نانو ساختار نانو لوله کربنی عاملدار شده و اکسید گرافن به عنوان ماده کربنی و سیلیکا به دلیل خواص مطلوب خود انتخاب شدند. همچنین پس مطالعه روش¬های مختلف ساخت، نانو ساختارهای مختلف هیبرید کربنی/سیلیکا ساخته شد. ساختارهای هیبریدی عبارتند از sba15/ نانو لول کربنی، آئروژل/ نانو لوله کربنی، سیلیکای آمورف (بی شکل)/ نانو لوله کربنی عاملدار و اکسید گرافن/ سیلیکای بی شکل. در ادامه خواص هر یک از ساختارها مورد بررسی قرار گرفت و بهترین هیبریدی که بتواند به عنوان پایدار سازی امولسیون آب و نفت به کار گیرد انتخاب شد. بر اساس بررسی-ها هیبرید سیلیکای آمورف (بی شکل)/ نانو لوله کربنی به عنوان ساختار مطلوب انتخاب شد. در مرحله بعد سایر عوامل تاثیر گذار بر کارایی هیبرید در پایدار سازی امولسیون از جمله نوع کاتیون های موجود در آب، تاثیر نحوه اختلاط آب و هیبریدهای مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر غلظت کاتیون¬های تک ظرفیتی سدیم از محدوده 0 تا 40000 میلی گرم در لیتر و دو ظرفیتی کلسیم و منیزیم به میزان 77 الی 11200 میلی گرم در لیتر بر روی تشکیل امولسیون بررسی شد و در ادامه، با استفاده از دو نمونه آب همراه نفت از مخازن جنوب کشور امکان تشکیل امولسیون پایدار از آب¬های مخازن و نفت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این هیبرید به خوبی قابلیت تشکیل امولسیون پایدار آب و نفت را در آبی با غلظت¬های بالای املاح دارد. همچنین اندازه قطرات نفت در آب در فاز امولسیون میانی کمتر از 50 میکرومتر بود. غلظت بالای کاتیون¬های موجود در آب که معمولا در آب های سازند یافت می¬شود، باعث تغییر در موازنه آبدوستی- آبگریزی در هیبریدها می¬شود به گونه¬ای که ساختار بدست آمده توانایی تشکیل امولسیون پیکرینگ را پیدا می¬کند. امولسیون پایدار شده به وسیله این ساختار بسیار پایدار است و به صورت خود به خودی و بدون نیاز به پایدار کننده امولسیون و اختلاط مکانیکی تشکیل می¬شود. در ادامه تحقیق تغییر ترشوندگی و کشش بین سطحی مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که رسوب این ساختار بر روی سنگ مخزن باعث افزایش میزان آبدوستی سنگ شده است به طوری که میزان زاویه تماس را 50 درجه کاهش داده است. دراین پژوهش برای بررسی ساختار، میزان پایداری پخش در سیال و سایر خواص آن از آزمایش¬های مختلف از جمله sem، tem، xrd، bet، asap و پتانسیل زتا، محاسبه زاویه تماس و... استفاده شد. همچنین از میکروسکوپ نوری جهت مشاهده اندازه قطرات استفاده شد.