Диссертация (1150363), страница 15
Текст из файла (страница 15)
После этого раствор глицерата меди (II) подавали вкювету оптоволоконного спектрометра и измеряли оптическую плотностьраствора. Из полученных результатов (рис. 8) было выбрано время реакции – 5мин. Было изучено влияние температуры на устойчивость глицерата меди (II).Для этого реакцию его образования проводили при нагревании. Притемпературе выше 30оС наблюдалось уменьшение оптической плотности(разрушениеглицератамеди(II)).Поэтомудальнейшиеисследованияпроводили при комнатной температуре.Рис.
8. Зависимость оптической плотности раствора глицерата меди (II)от времени перемешивания (С (глицерина) 1 г/л).101Для определения степени извлечения глицерина была построенаградуировочная зависимость для определения глицерина в водном растворе(рис. 9).Рис. 9.
Градуировочная зависимость для определения глицерина.Для выделения глицерина из биодизельного топлива в водную фазу былаизучена возможность применения капельной микроэкстракции (объем капливодной фазы – 1 мкл, время экстракции – 10 мин) и экстракционнохроматографическоговыделениянамикроколонке(полимернаятрубкадиаметром 2 мм, длиной 5 см), где в качестве стационарной фазы быладистиллированная вода, удерживаемая на стекловолокне.В случае капельной микроэкстракции в стеклянный флакон помещали 5мл биодизельного топлива, погружали иглу хроматографического шприца (1мкл) и выдавливали каплю экстрагента. При увеличении объема капли болеечем на 2 мкл наблюдался срыв капли.
Раствор биодизельного топливаперемешивали вкладышем магнитной мешалки в течение 10 мин, после чегокаплю экстрагента втягивали в шприц, иглу шприца вынимали из пробы,вытирали фильтровальной бумагой и каплю выдавливали в 0,5 мл 1 М раствораNaOH, который затем анализировали.В случае реализации экстракционно-хроматографического выделенияглицерина в силиконовую трубку длинной 5 см и внутренним диаметром 2 ммпомещалипредварительносмоченные102водойволокнастекловолокна.Наполнение колонки продолжали до тех пор, пока они не начинали плотнодержаться внутри колонки.В первом случае наблюдалось 5 %-ное выделение глицерина в воднуюфазу, во втором – 90 %-ное (при двукратном пропускании пробы черезколонку). Для циклического инжекционного определения глицерина вбиодизельном топливе было включено в схему анализа on-line экстракционнохроматографическое выделение аналита.
Экспериментально были установленыследующие оптимальные условия выделения глицерина в водную фазу:скорость пропускания пробы через колонку – 0,3 мл/мин, скоростьэлюирования – 1 мл/мин и объем элюента (1 M NaOH) – 1 мл (Рис. 10).Рис. 10. Зависимость эффективности экстракционно-хроматографическоговыделения глицерина от скоростей потоков биодизельного топлива и элюента.Разработаннаяопределенияметодикаглицеринавбылаобразцахиспользованабиодизельногодляколичественноготоплива.Согласноразработанной схеме (рис. 5) с помощью шприцевого насоса в микроколонку(5) отбирают 0,5 мл 1 M NaOH (канал 1), при этом происходит смачивание103стекловолокна водной фазой.
Избыток водной фазы сбрасывают через канал 4(кран 1). В шприцевой насос отбирают 2,5 мл пробы биодизельного топлива(канал 8) через микроколонку со скоростью 0,3 мл/мин и обратно прокачиваютчерез микроколонку на сброс (канал 4). Повторная подача пробы на колонкуобеспечиваетобразованияколичественноеэмульсийвыделениеколонкуиглицерина.шприцевойнасосДляустраненияпоследовательнопромывают пентаном (канал 2) и продувают воздухом. В микроколонку спомощью шприцевого насоса подают 0,5 мл 1 M NaOH (канал 1), после чегоэлюат направляют в смесительную камеру с частицами катионит-Cu2+.
Фазыперемешивают потоком атмосферного воздуха (канал 13, кран 2) со скоростью5 мл/мин в течение 5 мин, после чего раствор глицерата меди(II) с помощьюперистальтического насоса направляют в проточную кювету оптоволоконногоспектрометра и измеряют оптическую плотность при 638 нм. После каждогоцикла измерения концентрации глицерина проводят регенерацию катионитапри его последовательной промывке 0,5 М HCl, дистиллированной водой и 1 Мраствором сульфата меди.Правильность полученных результатов была подтверждена референтнымметодом ГХ-МС [104].
Для этого 1 г пробы биодизельного топлива смешивалис 5 мл деионизированной воды и перемешивали на перемешивающемустройстве в течение 20 минут. После этого фазы разделяли с помощьюцентрифугирования при скорости 3000 об/мин в течение 15 минут. Воднуюфазу анализировали с помощью метода ГХ-МС в следующих условиях: колонка– stabilvaks (30 м х 0,32 мм), температура инжектора 250оС, газ носитель –гелий, скорость газа носителя – 1,55 мл/мин.Результаты, полученные методами ЦИА и методом ГХМС были сравненыс помощью t-теста (табл. 2). Полученные t-значения ≤ 2,776 указывают на то,что нет статистически значимого различия между результатами, полученнымипри помощи двух методик.104Табл.
2. Результаты определения глицерина в образцах биодизельноготоплива (n=5, t = 2,776 , P = 0,95).Найдено, г/кгТип биодизельного топлива Введено, г/кг00,20,600,20,600,20,600,20,6«Пальма»«Рапс»«Кукуруза»«Подсолнух»Разработаннаяметодикаt-тестЦИАГХМС< 0,030,19±0,010,59±0,03< 0,030,20±0,010,60±0,03< 0,030,22±0,020,60±0,01< 0,030,21±0,010,59±0,02<0,0010,173±0,0050,578±0,007<0,0010,191±0,0030,584±0,006<0,0010,211±0,0050,615±0,006<0,0010,196±0,0040,576±0,006обеспечиваетдиапазон0,60,50,40,80,20,30,30,4определяемыхконцентраций от 100 до 1000 мг/кг, что позволяет использовать ее для контролякачества биодизельного топлива в соответствии с ASTM D6751.
Пределобнаружения (3σ) составляет 30 мг/кг, время анализа – 15 мин.Сравнение аналитических характеристик разработанной методики сизвестными проточными аналогами представленно в табл. 3.Таким образом, была предложена новая хромогенная межфазна реакцияобразования глицерата меди (II) для проточного спектрофотометрическогоопределения глицерина в биодизельном топливе. Предложен новый методпробоподготовки для on-line определения глицерина в биодизельных топливахна принципах экстракционной хроматографии.Табл. 3.
Аналитические характеристики разработанной и известныхметодик определения глицерина в биодизельных топливах.МетодопределенияПИА-СФFB-ФЛМетодпробоподготовкиЖидкостнаяэкстракцияOn-line жидкостнаяэкстракцияМаcсапробы, гПредел обнаружения,г/лссылка111270,140,036128105On-line жидкостная2,8129экстракцияOn-line жидкостнаяFB-СФ0,144*10-6130экстракцияЖидкостнаяПИА-АМ0,255131экстракцияЖидкостнаяПИА-АМ10,046132экстракцияЖидкостнаяПИА-ФЛ10,5133экстракцияЭкстракционноЦИА-СФхроматографическое2,50,3Разработанная методиавыделениеПИА – проточно-инжекционный анализ, СФ – спектрофотометрия, FB - проточно-порционный анализ, ФЛ –флуоресценция, АМ-амперометрия.ПИА-СФВыводы−разработан новый комбинированный метод многокомпонентногопроточного анализа, основанный на сочетании циклического инжекционногоанализа и метода множественной линейной регрессии;−изучены и оптимизированы условия проведения хромогенныхреакций образования комплексов ионов кальция(II) и магния(II) с эриохромомчерном Т в спиртовых растворах биодизельных топлив для их последующегоциклическогоинжекционногоспектрофотометрическогоопределениясприменением метода множественной линейной регрессии;−изучен и оптимизирован процесс селективного мембранноговыделения метанола и этанола из биодизельного топлива в водную фазу черезмембрану из полифениленизофталамида;−разработанаинструментальнаясхемапробоподготовкидляопределения метанола и этанола в биодизельном топливе в условияхциклического инжекционного анализа, основанная на их испарении черезселективную мембрану;−изучены и оптимизированы условия проведения хромогеннойреакции образования глицерата меди(II) в гетерогенной системе: водная фаза –Cu2+-катионит для спектрофотометрического определения глицерина;−разработанаинструментальнаясхемапробоподготовкидляопределения глицерина в биодизельном топливе в условиях циклического106инжекционного анализа, основанная на его нормальнофазовом жидкостножидкостном хроматографическом выделении и концентрировании.−разработаны методики циклического инжекционного определенияAl, Ca, Fe, Mg, P, Si, метанола, этанола и глицерина в биодизельном топливе.107Принятые условные сокращения и обозначенияАЭС – атомно-эмиссионный спектральный анализААС – атомно-абсорбционный спектральный анализИСП – индуктивно связанная плазмаМС – масс-спектрометрияПИА – проточно-инжекционный анализLED – Light-emitting diode (светодиод)УФ – ультрафиолетовая спектрофотометрияFB – проточно-порционный анализГХ – газовая хроматографияПИД– пламенно-ионизационный детекторАФ – атомная флуоресценцияИК – инфракрасная спектрометрияSPR – поверхностный плазменный резонансВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматографияТСХ – тонкослойная хроматографияУЗ – ультразвукАМ – амперометрияЦИА – циклический инжекционный анализМЛР – множественная линейная регрессияХС – хромазуролом СИПС изопропилового (ИПС) спиртов.ЭЧТ – эриохром черный ТТЭА – триэтаноламинКЭ – капиллярный электрофорезИХ – ионная хроматографияЦВА – циклическая вольтамперометрия,ДМАА – диметилацетамидПФИА – полифениленизофталамид108Список литературы1.
Teresa, M.M. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review /M.M. Teresa, A.A. Martins, N.S. Caetano // Renewable and Sustainable EnergyReviews. – 2010 – 14. – P. 217–2322. Dragone, G. Third generation biofuels from microalgae / G. Dragone, B. Fernandes,A.A. Vicente, J.A. Teixeira, D.M. Mousdale, Biofuels: biotechnology, chemistry andsustainable development, CRC Press, 2008, – 426 p.3. Чернова, Н.И. Биотопливо третьего поколения из микроводорослей: получениепроизводственных штаммов и технологии выращивания / Н.И. Чернова, Т.П.Коробкова, С.В.
Киселева, С.И. Зайцев // Труды международной научнотехнической конференции Энергообеспечение и энергосбережение в сельскомхозяйстве. – 2010. – 4. – С. 307–312.4. Шеламова, Н.А. Современные тенденции производства биотоплива в мире /Шеламова, Н.А. // АПК: регионы России – 2012. – № 7. – С. 79–82.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
