ESR應(yīng)用丨化學(xué)品與石化產(chǎn)品的核磁共振法

“…臺式低場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(yīng)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、火車、公共汽車、船舶、農(nóng)業(yè)和建筑工程車輛都使用柴油燃料。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。隨著多國政府的鼓勵從汽油轉(zhuǎn)向更為環(huán)保的柴油，它也被用于大量的小汽車和小型卡車。事實上，從石油中提煉出的柴油是世界上成功的燃料。

然而，后來人們發(fā)現(xiàn)，柴油機的排放物對人類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，每年有成千上萬人因吸入這類排放物而過早死亡。由于柴油車的使用得到鼓勵，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物脂肪與酒精反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動機，與需要轉(zhuǎn)換發(fā)動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(xiàn)實的選擇。通過將柴油與生物柴油混合可以減少柴油的排放，有關(guān)法規(guī)正準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的測試方法來確定石化柴油與生物柴油共混物中的生物柴油含量，以便實施這樣的法規(guī)。目前使用的幾種方法大多數(shù)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)是基于時域核磁共振（NMR）波譜法，測量核激發(fā)后恢復(fù)平衡所需的時間。由于時域NMR使用低磁場，所以可以使用更為經(jīng)濟的臺式NMR波譜儀進行。此外，由于可以使用永磁體，因此不需要通過液氣體進行大量的冷卻。

時域NMR波譜法廣泛應(yīng)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，不需要進行樣品制備。

ESR應(yīng)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燃料樣品進行檢測。所得到的波譜顯示出與生物柴油含量有很強的相關(guān)性，并且通過單變量和多變量分析都能實現(xiàn)對生物柴油含量的準(zhǔn)確測定。

雖然技術(shù)不像目前的傅立葉變換紅外波譜標(biāo)準(zhǔn)那樣，但它具備可使用現(xiàn)有的便攜式臺式NMR波譜儀快速獲得結(jié)果的優(yōu)點。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(xiàn)場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.