石油および環境バイオテクノロジージャーナル

概要

微量Cr3+/Cr6+およびAs3+/As5+を使用したポリプロピレン/バイオ燃料媒体の界面吸着/脱着現象の追跡-液体クロマトグラフィー-プラズマ質量分析による研究

スティーブン S*、ピレイ AE、シャー T、シオーレス E

バイオ燃料のポリマーに対する吸着/脱着の影響は、現象の影響を追跡するためのマーカーまたはトレーサーを燃料に注入しない限り、直接測定することはできません。バイオディーゼル中の特定の微量化学種は天然マーカーとして機能するため、私たちの研究では、ニームバイオディーゼルにおけるそのような天然マーカーの使用を調査し、吸着と脱着の速度を間接的に評価しました。バイオディーゼルに自然に存在する化学種 Cr3+/Cr6+ および As3+/As5+ をトレーサーとして使用し、選択した間隔でバイオ燃料媒体に浸漬した後のポリプロピレン材料の吸着および脱着速度を測定しました。これらの効果を監視するために、ICP-MS にリンクされた超高感度ハイフン付き HPLC を使用しました。4 つの種すべてを便利に分離するために、溶出後に同時検出用の質量分析を実施しました。C-8 強化シリカカラムが固定相を形成しました (長さ 150 mm、内径: 4.6 mm、粒子サイズ: 5.0 μm)。移動相は、特定のプロトコルに従って調製された特別な混合物でした。溶出速度は約 1.2 mL/分で、関連する保持時間 (分) は次のとおりでした。As3+: 1.61、As5+: 4.06、Cr3+: 3.71、および Cr6+: 5.80。システムには、質量検出を容易にするための動的反応セル (DRC) が装備されています。DRC 内の酸素流量は、速度が約 0.4 mL/分になるように制御されました。質量検出後、m/z 値 52 で Cr3+/Cr6+ 種が特徴付けられ、ヒ素成分は酸素と結合した付加イオン AsO+、m/z 91 として検出されました。機器を標準化するために、認証参照物質を使用しました。結果は、この現象がイオン電荷と媒体の極性によって影響を受けることを示しました。バイオディーゼルの水汚染は、付着速度を増大させる傾向があります。対象種に基づく吸着/脱着速度は、一次速度論に従います。水分を含んだバイオディーゼルでは、Cr6+ と As5+ の吸着速度定数が顕著に見られ、0.3～0.5 wk-1 でした。水分を含まないサンプルの吸着速度定数は、すべての種で約 0.1 wk-1 まで低下しました。私たちの研究の影響は、バイオ燃料がポリマー材料に及ぼす摩耗の観点から説明されています。