柴油燃料中脂肪酸甲酯检测方案(红外光谱仪)

Tianjin NengPu Scientific and Technology Co.，Ltd 实验室分析脂肪酸甲酯含量方法有很多，最常用的是气相色谱法和红外光谱法[9]。气相色谱法灵敏度高，重复性好，但柴油燃料中含有沸点高、相对分子质量大、不易挥发的组分，容易产生拖尾或残留。因此，国家标准和行业标准均采用红外光谱仪分析柴油燃料中脂肪酸甲酯的含量。 衰减全反射(ATR)法是从光源发出的红外光经过折射率大的晶体再投射到折射率小的试样表面上，当入射角大于临界角时，入射光线就会产生全反射。红外光线并非全部被反射回来，而是穿透到样品表面内一定深度后再返回。在该过程中，试样在入射光频率区域内有选择吸收，反射光强度发生减弱，产生与透射吸收相似的谱图，从而获得样品表层化学成份的结构信息。ATR附件有多种形式，包括水平 ATR(HATR)、ATR流通池、可变角 ATR 和单次反射 ATR等，其优点是制样简单，清洗便捷，不易损坏。 ( 地址：中国.天津滨海新区华苑产业园区(环外)海泰创新六路2号华鼎新区一号3号楼1门10层 电话：4000-180-060 邮编：3 0 0191 ) ( Web p age： www. N p17. cn ) 以衰减全反射傅里叶红外光谱法(ATR-FTIR)为基础，使用多次水平衰减全反射附件(HATR)，建立了柴油燃料中脂肪酸甲酯的检测方法，在实际应用上达到迅速而准确地进行定量分析的效果。 1实验部分 1.1试剂和仪器 色谱纯油酸甲酯， CAS：112-62-9，纯度>99%，百灵威试剂公司；环己烷，分析纯，广州化学试剂厂；市售柴油样品，脂肪酸甲酯含量<0.01%。 傅里叶红外光谱仪，多次水平衰减全发射附件 HATR 10，， 晶体材料硒化锌，入射角0=45°。 1.2标准溶液的配制 准确移取0.25ml~2.0ml 油酸甲酯于10ml容量瓶中，用环己烷定容至刻度，配制成一系列体积浓度梯度的溶液，使其特征吸收峰的吸光度在 0.05-0.50之间。本实验选取的浓度为2.50%，5.00%，10.0%，15.0%，20.0%。 1.3红外光谱的测量 每次测量前用环己烷将 HATR附件清洁干净，吹干，将少量试样或标准溶液注入晶体表面，并以空气为背景进行图谱扫描，变迹函数选 HappGenzel， 扫描分辨率为 4cm-1，重复次数10，波数范围 600cm-1-4000cm-1. 2结果与讨论 2.1试剂的红外光谱 ( 地址：中国.天津滨海新区华苑产业园区(环外)海泰创新六路2号华鼎新区一号3号楼1门10层 电话：4000-180-060 邮编：3 0 0191 ) 对标准物质油酸甲酯进行红外光谱扫描，其红外谱图(如图1所示)在3000~3600cm-1无羧 羟基峰出现，1741cm-1处为酯羰基 C=O 的伸缩振动吸收峰，2922cm-1，2853cm-1处为烷基C-H伸缩振动峰；3003cm-1处为=CH的伸缩振动峰，1655cm-1处为 C=C的伸缩振动峰；1435cm-1和1362cm-1处为甲基弯曲振动吸收峰；在1360cm-1~700cm-1的指纹区，1244cm-1，1196cm-1，1169cm-1处为酯C-O-C，C=O 和C-O的振动吸收峰；1016cm-1、852cm-1处为 CH3O-基团的面内和面上弯曲吸收振动特征峰， 723cm-1处-CH2-的弯曲吸收特征峰较强[1]，说明分子中含有多个-CH2-基团，符合其分子结构特征。 对环己烷进行红外光谱扫描，其红外谱图(如图2所示)与图库中的标准谱图比较一致，且没有出现酯类化合物的特征吸收峰，说明该试剂杂质含量较少，可以作为标准物质油酸甲酯的稀释剂。 图1油酸甲酯的红外光谱图 图2环己烷的红外光谱图 ( 地址：中国.天津滨海新区华苑产业园区(环外)海泰创新六路2号华鼎新区一号3号楼1门10层 ) 编号 FAME含量/% FAME测定值/% 平均值/% RSD/% 相对偏差/% 1 2 3 4 5 6 标样1 5.0 4.81 4.86 4.92 4.88 4.90 5.06 4.91 1.6 -1.9 标样2 15.0 14.75 14.80 14.81 14.90 15.11 15.04 14.90 0.9 -0.7 调和燃料1 2.5 2.41 2.45 2.43 2.35 2.32 2.38 2.39 2.3 -4.4 调和燃料2 10.0 9.74 9.85 9.80 9.92 9.81 9.90 9.84 0.5 -1.6 3结论 采用衰减全反射傅里叶红外光谱法测定柴油燃料中脂肪酸甲酯(FAME)的体积分数，通过实验确定了最佳实验条件和浓度范围，其准确性和精密度都符合国家标准要求，解决了一般实验室分析精度不高的问题，在实际应用上达到迅速而准确地进行定量分析的效果。 多次衰减全反射附件(HART)应用广泛，既可以测定液体样品也可以测定固体样品，而且操作简单、不易损坏、不会受潮，但用于定量分析时，其灵敏度不及透射法。 ( 地址：中国.天津滨海新区华苑产业园区(环外)海泰创新六路2号华鼎新区一号3号楼1门10层 电话：4000-180-060 邮编：3 0 0191 ) E-Mail： info@npcn Web page： www. NpcnE-Mail： info@npcn 实验室分析脂肪酸甲酯含量方法有很多，最常用的是气相色谱法和红外光谱法。气相色谱法灵敏度高，重复性好，但柴油燃料中含有沸点高、相对分子质量大、不易挥发的组分，容易产生拖尾或残留。因此，国家标准和行业标准均采用红外光谱仪分析柴油燃料中脂肪酸甲酯的含量。 液体样品红外光谱的定量分析主要有样品池法和衰减全反射(ATR)法。样品池法属于透射法，是将少量样品涂于两片红外透明的窗片(KBr、NaCl等)之间，以透过样品的干涉辐射所携带的物质信息来分析该样品，其优点是灵敏度高，但每次实验样品薄层厚度的细微差别使得其分析的重复性相对较低，且窗片清洗、打磨过程比较繁琐，具有样品制备相对耗时、采样附件材料易碎等缺点。衰减全反射(ATR)法是从光源发出的红外光经过折射率大的晶体再投射到折射率小的试样表面上，当入射角大于临界角时，入射光线就会产生全反射。红外光线并非全部被反射回来，而是穿透到样品表面内一定深度后再返回。在该过程中，试样在入射光频率区域内有选择吸收，反射光强度发生减弱，产生与透射吸收相似的谱图，从而获得样品表层化学成份的结构信息。ATR附件有多种形式，包括水平ATR、ATR流通池、可变角ATR和单次反射ATR等，其优点是制样简单，清洗便捷，不易损坏。 本文以衰减全反射傅里叶红外光谱法(ATR-FTIR)为基础，使用多次水平衰减全反射附件(ATR)，建立了柴油燃料中脂肪酸甲酯的检测方法，在实际应用上达到迅速而准确地进行定量分析的效果。