“…臺式低場(chǎng)核磁共振波譜儀可作為測定生物柴油含量的通用工具。”
ESR應用丨化學(xué)品與石化產(chǎn)品與核磁共振法
大部分的貨運卡車(chē)、火車(chē)、公共汽車(chē)、船舶、農業(yè)和建筑工程車(chē)輛都使用柴油燃料。主要是由于其良好的熱力學(xué)效率,使之成為一種高成本效益的運輸工具。隨著(zhù)多國政府的鼓勵從汽油轉向更為環(huán)保的柴油,它也被用于大量的小汽車(chē)和小型卡車(chē)。事實(shí)上,從石油中提煉出的柴油是世界上成功的燃料。
然而,后來(lái)人們發(fā)現,柴油機的排放物對人類(lèi)健康存在毀滅性的影響。柴油廢氣含有高水平的一氧化氮、二氧化氮以及顆粒物,每年有成千上萬(wàn)人因吸入這類(lèi)排放物而過(guò)早死亡。由于柴油車(chē)的使用得到鼓勵,找到一種能減少有害柴油排放物的解決方案已刻不容緩(1)。
生物柴油是由植物油或動(dòng)物脂肪與酒精反應生成的,具有與石油柴油非常相似的理化性質(zhì),但其硫氧化物和一氧化碳等污染物排放量更低。它也可用于標準柴油發(fā)動(dòng)機,與需要轉換發(fā)動(dòng)機的蔬菜油和廢油不同(2)。
因此,生物柴油為減少化石燃料燃燒和降低損害健康的風(fēng)險提供了現實(shí)的選擇。通過(guò)將柴油與生物柴油混合可以減少柴油的排放,有關(guān)法規正準備在石化柴油與生物柴油共混物中引入低水平的生物柴油。因此,必須有標準的測試方法來(lái)確定石化柴油與生物柴油共混物中的生物柴油含量,以便實(shí)施這樣的法規。目前使用的幾種方法大多數是基于紅外光譜法,但近一種更靈活且成本效益更高的分析技術(shù)已被推出(3)。
該項技術(shù)是基于時(shí)域核磁共振(NMR)波譜法,測量核激發(fā)后恢復平衡所需的時(shí)間。由于時(shí)域NMR使用低磁場(chǎng),所以可以使用更為經(jīng)濟的臺式NMR波譜儀進(jìn)行。此外,由于可以使用永磁體,因此不需要通過(guò)液氣體進(jìn)行大量的冷卻。
時(shí)域NMR波譜法廣泛應用于一系列工業(yè)領(lǐng)域,已被證明是一種可靠、方便、快速的定性與定量分析方法。此外,它是非破壞性的,不需要進(jìn)行樣品制備。
ESR應用丨化學(xué)品與石化產(chǎn)品與核磁共振法
新方法是基于時(shí)域NMR波譜法,使用配置永磁體的Bruker mq-20型 NMR波譜儀,對具有不同生物柴油含量的多個(gè)燃料樣品進(jìn)行檢測。所得到的波譜顯示出與生物柴油含量有很強的相關(guān)性,并且通過(guò)單變量和多變量分析都能實(shí)現對生物柴油含量的準確測定。
雖然技術(shù)不像目前的傅立葉變換紅外波譜標準那樣,但它具備可使用現有的便攜式臺式NMR波譜儀快速獲得結果的優(yōu)點(diǎn)。因此,表明它是一種頗具前景的工具,可方便地以高成本效益的方式現場(chǎng)測定燃料樣本的生物柴油含量。
參考文獻:
Stauffer E and Byron DJ. Alternative fuels in fire debris analysis: biodiesel basics. Forensic Sci. 2007;52:371−
Knothe G, et al. The Biodiesel Handbook, 2nd Edition; AOCS Press: Champaign, IL, 2005.
da Rocha G, et al. Determination of Biodiesel Content in Diesel Fuel by Time-Domain Nuclear Magnetic Resonance (TD-NMR) Spectroscopy. Energy Fuels 2017;31(5):5120–5125.
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