Диссертация (1150363), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Рассмотреныосновные методы определения элементов и спиртов в биотопливе. Исходя изпердастваленого обзора литературы можно сделать вывод о том, чтоосновными методами определения элементного состава биодизельного топливаявляются ААС и АЭС, спиртов и глицерина – газовая и высокоэффективнаяжидкостная хроматографии и капиллярный электрофорез, обеспечивающиевыполнениемногокомпонентногоанализа.Электрохимическиеиспектрофотометрические методы представлены в меньшей степени, так как ониобладаютменьшейавтоматизируются.селективностью,однакоСпектрофотометрическоеименноионилегкоэлектрохимическоедетектирование наиболее часто используется в проточном анализе, в том числеи для анализа биодизельных топлив.39Глава 2. Методика экспериментальных исследований2.1. Средства измерений, оборудование и реактивы1.Спектрофотометр «UVmini–1240» (Shimadzu, Япония), спектральный диапазонот 190 до 1100 нм.2.Электронные весы «Pioneer PA-214C» (Ohaus, США), 2-ой класс точности,предел взвешивания 210 г, дискретность 0,1 мг.3.Гидравлическая схема ЦИА для определения P, Si, Al и Fe включает: двавосьмиходовыхсоленоидныхкрана(Cole-Parmer,США),дваперистальтических насоса «MasterFlex L/STM» (Cole-Parmer, США) (скоростьпотока от 0,5 до 5 мл/мин), две смесительные камеры (стеклянные трубки своронкообразным входом в нижней части, высота – 35 мм, внутренний диаметр– 10 мм), Термостат «LT-100», оптоволоконный спектрометр (источниквидимого света LS-1 и спектрометр USB 4000, Ocean Optics, США),снабжённый проточной кюветой FIA-Z-SMA-50-TEF, FIALAB, США (длинаоптического пути 50 мм).
Коммутация отдельных узлов аэрогидравлическойсхемыобеспечиваласьтрубкамиизполитетрафторэтилена(внутреннийдиаметр – 0,5 мм). Проточный анализатор управлялся автоматически спомощью персонального компьютера.4.Гидравлическая схема ЦИА для определения кальция и магния включает:восьмиходовой соленоидный кран (Cole-Parmer, США), перистальтическийнасос «MasterFlex L/STM» (Cole-Parmer, США) (скорость потока от 0,5 до 5мл/мин), смесительнуб камеру (стеклянная трубка с воронкообразным входом внижней части, высота – 35 мм, внутренний диаметр – 10 мм), удерживающуюспираль (120 см, внутренний диаметр – 0,5 мм), шприцевой насосос «Sciware»(Испания), оптоволоконный спектрометр (источник видимого света LS-1 испектрометр USB 4000, Ocean Optics, США), снабжённый проточной кюветойFIA-Z-SMA-50-TEF, FIALAB, США (длина оптического пути 50 мм).Коммутация отдельных узлов аэрогидравлической схемы обеспечивалась40трубками из политетрафторэтилена (внутренний диаметр – 0,5 мм).
Проточныйанализатор управлялся автоматически с помощью персонального компьютера.5.Гидравлическая схема ЦИА для определения метанола и этанола включает: двашестиходовых соленоидных крана (Cole-Parmer, США), перистальтическийнасос «MasterFlex L/STM» (Cole-Parmer, США) (скорость потока от 0,5 до 5мл/мин), смесительнуб камеру (стеклянная трубка с воронкообразным входом внижней части, высота – 35 мм, внутренний диаметр – 10 мм), шприцевойнасосос «Sciware» (Испания), удерживающую спираль (120 см, внутреннийдиаметр – 0,5 мм), самодельный модуль для мембранного выделения метанолаи этанола помещенный в жидкостной термостат «LT-100», магнитная мешалкаIKA 25. Система в качестве детектора оснащена потенциостатом фирмы 797VA Computrace Analyzer (Metrohm, Switzerland).
Коммутация отдельных узловаэрогидравлической схемы обеспечивалась трубками из политетрафторэтилена(внутреннийдиаметр–0,5мм).Проточныйанализаторуправлялсяавтоматически с помощью персонального компьютера.6.Гидравлическая схема ЦИА для определения глицерина включает: двавосьмиходовых соленоидных крана (Cole-Parmer, США), перистальтическийнасос «MasterFlex L/STM» (Cole-Parmer, США) (скорость потока от 0,5 до 5мл/мин), смесительнуб камеру (стеклянная трубка с воронкообразным входом внижней части, высота – 35 мм, внутренний диаметр – 10 мм) снабженнуюпенополиуретановым фильтром на дне, шприцевой насосос «Sciware»(Испания), микроколонку (5 см, внутренний диаметр – 2 мм), оптоволоконныйспектрометр (источник видимого света LS-1 и спектрометр USB 4000, OceanOptics, США), снабжённый проточной кюветой FIA-Z-SMA-50-TEF, FIALAB,США (длина оптического пути 50 мм).
Коммутация отдельных узловаэрогидравлической схемы обеспечивалась трубками из политетрафторэтилена(внутреннийдиаметр–0,5мм).Проточныйанализаторуправлялсяавтоматически с помощью персонального компьютера.7.Система микроволнового разложения пробы ETHOS 1 (Milestone Inc.).(U.S.A.)8.Термостат «LT-100».
(ЛОИП, Россия).419.Газовыйхроматографсмасс-спектрометрическимдетекторомGC-MS-QP2010Ultra, (Shimadzu, Япония).10. Атомно-абсорбционном спектрометр AA 7000 с пламенной атомизацией(Shimadzu, Япония).11. Атомно-эмиссионный спектрометр ICPE-9000 с индуктивно-связанной плазмой(Shimadzu, Япония).12. Термовесы TG 209 F3 Iris (Iris, Германия).13.
Сканирующийэлектронныймикроскоп «ZeissSupra40/40VP»(Zeiss,Германия).14. Иономер«И-500»(Аквилон,Россия),оснащенныйстекляннымихлорсеребряным электродами.15. Шприц хроматографический вместимостью 10 мкл.16. Перемешивающее устройство «LS-120» (LOIP, Россия).17. Вакуумный сушильный шкаф «VD 23» (Binder, Германия).2.2.
Приготовление растворовПриготовление водных растворов ионов алюминия (III), железа (III),силикат - и фосфат ионов. Рабочие водные растворы ионов готовили путемпоследовательного разбавления СО состава растворов алюминия (III) (ГСО7927-2001), железа (III) (ГСО 7835-2000), силикат-ионов (ГСО 8943-2008) ифосфат-ионов (ГСО 7748-99) в дистиллированной воде. В работе использовалирастворы с концентрациями 10 мМ для ионов алюминия (III) и железа (III), 40мМ для силикат- и фосфат-ионов.
Растворы готовили перед выполнениемисследований.Приготовление 10 мМ водного раствора хромазурола С. 604 мгхромазурола С помещали в колбу вместимостью 100 мл и доводили до меткидистиллированной водой. Раствор устойчив в течение месяца. Рабочиерастворы готовили разбавлением исходного раствора дистиллированной водой.Приготовление 10 мМ спиртового раствора эриохрома черного Т. 463 мгэриохрома черного Т помещали в колбу вместимостью 100 мл, добавляли 7,45 гтриэтаноламина и доводили до метки изопропиловым спиртом.
Рабочие42растворы готовили разбавлением исходного раствора 0,5 М растворомтриэтаноламина в изопропиловом спирте.Приготовлениераствора фонового электролита. 2 г гидрокисида натрияпомещали в колбу вместимостью 100 мл, добавляли 0,1 мл метилового спирта идоводили до метки дистиллированной водой. Раствор устойчив в течениенедели.2.3. Синтез биотоплива и установление его составаДля приготовления образцов биодиельного топлива была выбранаметодика синтеза [134], в основе которой лежит реакция переэтерификцациирастительных жиров (кукурузного, подсолнечного, пальмового и рапсового) сметиловым спиртом в присутствии щелочного катализатора – гидроксиданатрия.Для этого в стеклянный химический стакан помещали 300 мл метиловогоспирта и при постоянном пермешеивании добавляли 1 г NaOH.
Смесьперемешивали с помощью магнитной мешалки до полного растворения NaOH.Втермостойкомхимическомстеклянномстаканенагревали500гсоответствующего масла до теммературы 60°С. После этого растворысмешивали в стакане на мешалке и проводили реакцию переэтерификации притемпературе 60°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании. При этомпроисходилообразованиесоответствущихметиловыхэфиров.Послепроведения реакции смесь охлаждали до комнатной температуры и разделялиобразовавшиеся фазы глицерина и метиловых эфиров в делительной воронке.Нижнюю фазу глицерина отбрасывали, а верхнюю промывали 0,1 М растворомсоляной кислоты и дистиллированной водой до тех пор, пока промывне воды нестановились прозрачными. После этого смесь метиловых эфиров переносили втермостойкий стакан и нагревали на плитке с постоянным перемешиванием притемпературе 80°С для удаления следов метанола, после чего сушили надмолекулярными ситами (Type 3A, SAFC) для удаления остаточной воды.Для установления основного состава полученного продукта 1 мкл пробывводили в ГХМС [135].
Условия детектирования: колонка – stabilvaks (30 м х430,32 мм), температура инжектора 250оС, детектор – масс спектрометр, газноситель – гелий, скорость газа носителя – 1,55 мл/мин. Установлено, чтополученный продукт представляет собой смесь метиловых эфиров жирныхкислот (Рис.
1-3). Свободные жирные кислоты обнаружены не были,следовательно, реакция переэтерификации была проведена эффективно, аполученные вещества являются основными компонентами биодизельноготоплива.МинРис. 1. Хроматограмма смеси метиловых эфиров жирных кислот, полученныхпо реакии переэтерификации пальмового масла (1 – тэтрадекановая кислота, 2 –9-гексадеценоваяоктадекадиеноваякислота,кислота,3–5–гексадекановойкислота,4маргариноваякислота,6––14,179,12-октадекадиеновая кислота, 7 – стеариновая кислота, 8 – цис-11-эйкозеноваякислота, 9 – эйкозеновая кислота).44Рис. 2. Хроматограмма смеси метиловых эфиров жирных кислот, полученныхпо реакии переэтерификации рапсового масла (1 – додекановая кислота, 2 –тэтрадекановая кислота, 3 – докозановая кислота, 4 – докозановая кислота, 5 –9-гексадеценовая кислота, 6 – гексадекановая кислота, 7 – 6-октадеценовая, 8 –цис-11-эйкозеновая кислота, 9 – эйкозеновая кислота).Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
