Журнал нефтяной и экологической биотехнологии

Абстрактный

Отслеживание явлений межфазной адсорбции/десорбции в полипропиленовых/биотопливных средах с использованием следов Cr3+/Cr6+ и As3+/As5+-исследование методом жидкостной хроматографии с плазменной масс-спектрометрией

Стивен С.*, Пиллэй А.Е., Шах Т. и Сиорес Э.

Эффект адсорбции/десорбции биотоплива на полимерах нельзя измерить напрямую, если только топливо не будет наполнено маркером или трассером для отслеживания влияния этого явления. Определенные следовые химические виды в биодизеле могут служить естественными маркерами, и наше исследование изучало использование таких естественных маркеров в биодизеле из нима для косвенной оценки кинетики адсорбции и десорбции. Химические виды Cr3+/Cr6+ и As3+/As5+, естественно присутствующие в биодизеле, использовались в качестве трассеров для измерения скоростей адсорбции и десорбции в полипропиленовом материале после погружения в биотопливную среду на выбранные интервалы. Для мониторинга этих эффектов была использована сверхчувствительная гибридная ВЭЖХ, связанная с ИСП-МС. Для удобного разделения всех четырех видов проводилось элюирование с последующей масс-спектрометрией для одновременного обнаружения. Стационарная фаза была образована колонкой из армированного силикагеля C-8 (длина 150 мм; внутренний диаметр: 4,6 мм; размер частиц: 5,0 мкм). Подвижная фаза представляла собой специальную смесь, приготовленную в соответствии с определенным протоколом. Скорость элюирования составляла ~1,2 мл/мин; а соответствующее время удерживания (мин) составляло: As3+: 1,61; As5+: 4,06; Cr3+: 3,71; и Cr6+: 5,80. Система оснащена динамической реакционной ячейкой (DRC) для облегчения обнаружения масс. Поток кислорода в DRC контролировался для обеспечения скорости ~ 0,4 мл/мин. После обнаружения масс значения m/z 52 характеризовали виды Cr3+/Cr6+; в то время как компоненты мышьяка были обнаружены в виде ионов аддукта, AsO+, m/z 91, в ассоциации с кислородом. Для стандартизации прибора использовались сертифицированные эталонные материалы. Результаты показали, что на явление влияют ионный заряд и полярность среды. Загрязнение биодизеля водой имеет тенденцию увеличивать скорость адгезии. Скорости адсорбции/десорбции на основе интересующих видов следуют кинетике первого порядка. Выраженные константы скорости адсорбции наблюдались в биодизеле, зараженном водой, между 0,3–0,5 нед-1 для Cr6+ и As5+. Константы скорости в образцах «без воды» снизились примерно до 0,1 нед-1 для всех видов. Влияние нашего исследования обсуждается с точки зрения истирания, которое биотопливо может оказывать на полимерные материалы.