ESR應用丨化學(xué)品與石化產(chǎn)品的核磁共振法

“…臺式低場(chǎng)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(chē)、火車(chē)、公共汽車(chē)、船舶、農業(yè)和建筑工程車(chē)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(zhù)多國政府的鼓勵從汽油轉向更為環(huán)保的柴油，它也被用于大量的小汽車(chē)和小型卡車(chē)。事實(shí)上，從石油中提煉出的柴油是世界上成功的燃料。

然而，后來(lái)人們發(fā)現，柴油機的排放物對人類(lèi)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(wàn)人因吸入這類(lèi)排放物而過(guò)早死亡。由于柴油車(chē)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(dòng)物脂肪與酒精反應生成的，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。它也可用于標準柴油發(fā)動(dòng)機，與需要轉換發(fā)動(dòng)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)險提供了現實(shí)的選擇。通過(guò)將柴油與生物柴油混合可以減少柴油的排放，有關(guān)法規正準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，必須有標準的測試方法來(lái)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(shí)施這樣的法規。目前使用的幾種方法大多數是基于紅外光譜法，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(shí)域核磁共振（NMR）波譜法，測量核激發(fā)后恢復平衡所需的時(shí)間。由于時(shí)域NMR使用低磁場(chǎng)，所以可以使用更為經(jīng)濟的臺式NMR波譜儀進(jìn)行。此外，由于可以使用永磁體，因此不需要通過(guò)液氣體進(jìn)行大量的冷卻。

時(shí)域NMR波譜法廣泛應用于一系列工業(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(jìn)行樣品制備。

ESR應用丨化學(xué)品與石化產(chǎn)品與核磁共振法 

新方法是基于時(shí)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(gè)燃料樣品進(jìn)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(guò)單變量和多變量分析都能實(shí)現對生物柴油含量的準確測定。

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