台式核磁共振光谱可以准确分析热解油

阿斯顿大学的一组研究人员已经证明,台式光谱仪能够像昂贵得多的高场光谱仪一样分析热解生物油。

由工业或农业副产品的强烈加热(热解)产生的生物油越来越被视为化石燃料的潜在替代品。但这些生物油的稳定性和后续处理完全取决于它们的组成;由于它们通常是几十种或几百种不同化合物的混合物,分析这种复杂的混合物既不简单,也不便宜。

阿斯顿大学物理化学高级讲师罗伯特·埃文斯博士解释说:“任何热解生物油的成分都是未来使用的关键。例如,如果油中含有含氧化学物质,那将使油更具腐蚀性,并且更不稳定。所以我们特别需要知道是否存在羰基——氧和碳原子结合在一起的地方——因为这些会产生重大影响。”

一种领先的分析方法是高场核磁共振(NMR)光谱学,它可以详细分解任何样品中存在的化学物种的身份和浓度。然而,这些大型高场核磁共振光谱仪的成本在60万英镑到1000万英镑之间,并且需要昂贵的冷冻剂和溶剂,所以通常只有在最大型的研究设施中才能找到。

在埃文斯博士的带领下,阿斯顿大学的研究小组开始研究“低场”或台式核磁共振光谱仪是否能够很好地分析热解油,从而获得必要的详细信息。台式核磁共振光谱仪使用永磁体,不需要低温冷却,因此购买和维护成本低得多。然而,使用低强度磁铁的代价是降低灵敏度和较差的分辨率。虽然它们可以作为研究工具使用,但它们也常用于教学实验室。

这项研究是与田纳西大学的合作者一起进行的,他们测试了从许多不同植物中产生的热解油,并将台式光谱仪的结果与高场光谱仪和其他分析方法进行了比较。他们发现,台式机器估计的总体羰基含量与滴定分析相比较有利,并与高场光谱法相匹配,用于特定的羰基鉴定,如酮、醛和醌。

埃文斯博士说:“尽管台式光谱仪存在已知的局限性,但可以从这些样品中获得非常相似质量的核磁共振数据,足以准确估计不同种类含羰基物质的浓度。使用台式光谱仪将使热解油的核磁共振分析更简单,更便宜,更容易为更广泛的不同用户使用。”


作者:阿斯顿大学

链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230908130009.htm

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