基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法技术

本发明专利技术提供一种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，将冷藏的生物油取出放置在室温静置设定时间，使生物油完全解冻；摇晃生物油样品，使样品混合均匀，取250μL的生物油将其与250μL含有10 mg/mL Cr(acac)

Calculation method of C, h and O content in bio oil based on quantitative carbon spectrum analysis of nuclear magnetic resonance

【技术实现步骤摘要】
基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法
本专利技术涉及核磁共振分析
，具体涉及基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法。
技术介绍
生物质是一种储存量非常丰富的可再生清洁能源，利用生物质有多种方法，例如气化、液化和酶促水解。其中，热解是一种经济便捷的生物质的转化方式。在无氧条件下的快速热解过程中，当温度迅速升至400-600℃时，生物质成分（纤维素、半纤维素和木质素）会热化学分解为较小的有机物和碳基产物，主要产物为可冷凝挥发物（生物油）、生物炭和不可冷凝气体（合成气，例如CO、CH4和H2）。生物油是一种很好的生物燃料前体，具有非常高的利用价值。但生物油不仅成分复杂，还存在着高含氧量、高酸度和高分子量等问题。其中，最值得注意的是生物油的老化问题，生物油不仅在高温环境下非常容易老化，在常温下也十分容易发生老化问题。在老化过程中，生物油的物理和化学性质都发生改变，生物油的水分含量增加，粘度增加，酸度增加，分子量也随之增加，这给后续的升级过程带来了很大的困难。因此，为了更好地利用生物油，生物油需要提质。不管是生物油的应用过程还是生物油的提质过程，都与生物质的性质息息相关。为了了解生物油的性质，生物油往往需要进行元素含量分析。其中，氧含量的高低对生物油的性质有很大的影响，过高的氧含量会大大降低生物油的热值。目前的元素分析仪主要分析生物油中的C、H、N三种元素的含量，首先将一定含量的样品放置在石英管中，在通有高浓度的氧气条件下氧化燃烧，氧化生成CO2、H2O、N2等物质，利用红外吸收法测定其中的CO2、H2O的浓度含量从而得出原来样品中的C、H两种元素的百分含量，之后通过测定N2的浓度计算得到样品中N的百分含量，最后通过差值法来间接获得生物油中O元素的含量。在目前所采用的的众多方法中，大多元素分析最终都是间接获得O元素的含量，极少有方法直接分析物质中O元素的含量。间接测量过程中，往往会因为影响因素过多而加大误差，影响测试结果的准确性。上述问题是在计算生物油中C、H、O含量的过程中应当予以考虑并解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，能够直接计算生物油中的C,H,O含量，解决现有技术中存在的间接测量过程中，往往会因为影响因素过多而加大误差，影响测试结果的准确性的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，包括以下步骤，第一步，将冷藏的生物油取出放置在室温静置设定时间，使生物油完全解冻；第二步，摇晃生物油样品，使样品混合均匀，避免生物油分层；第三步，取250μL的生物油，将其与250μL含有10mg/mLCr(acac)3的dmso-d6混合，并摇匀成为均一的溶液，混合后溶液中Cr(acac)3的浓度为5mg/mL；第四步，将第三步所得混合溶液置于核磁管中，盖上核磁管盖；第五步，将核磁管放置于核磁测试仪器的进样架上，在核磁测试仪器上设置核磁参数，包括核磁扫描次数、核磁收集时间和脉冲程序，无需设置氢核的第三脉冲宽度，参数设置完毕后核磁测试仪器将自动开始检测，样品放置在该参数下测试获得的是该样品的13C-NMR谱图；第六步，改变氢核的第三脉冲宽度为90°，在其他核磁参数不变的情况下，测试获得该样品的无畸变极化转移技术90谱图即DEPT90谱图，DEPT90谱图上能看到样品中次甲基（叔碳）向上的峰；第七步，改变氢核的第三脉冲宽度为135°，在其他核磁参数不变的情况下，测试看到该样品的无畸变极化转移技术135谱图即DEPT135谱图中甲基（伯碳）、次甲基（叔碳）的峰向上即信号为正，亚甲基（仲碳）为倒峰即信号为负；第八步，利用MestReNove软件对所得的核磁图谱进行处理，进行相位校正和基线校正；第九步，对比第五步、第六步、第七步所得样品的13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图，区分出13C-NMR谱图中各个峰分别属于的碳类型，包括伯碳、仲碳、叔碳和季碳；第十步，分别将13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图中每个峰进行积分，即利用MestReNove软件中的积分工具计算每个峰的含量，由峰归属表确定每个峰归属的官能团；第十一步，依据峰归属表确定第十步所得每个官能团中C、H、O的含量，首先根据样品中各个官能团的含量计算样品的总质量M，然后根据每个官能团中C、H、O的含量，计算C、H、O的质量mC、mH和mO，分别与样品的总质量相比得到样品中C、H、O的含量。进一步地，第十步中，由峰归属表确定每个峰归属的官能团，具体为215.0-166.5ppm内为羰基C=O，166.5-142.0ppm内为芳香族C-O，142.0-125.0ppm内为芳香族C-C，125.0-95.8ppm内为芳香族C-H，95.8-60.8ppm内为脂肪族C-O，60.8-55.2ppm内为甲基，55.2-0.0ppm内为脂肪族C-C。进一步地，第十步与第十一步中，峰归属表具体为：。进一步地，第四步中，核磁管采用外径5mm的核磁管。进一步地，第五步中，设置核磁参数具体为，核磁扫描次数为4000次，核磁收集时间为1.2秒，脉冲程序为反向控去耦一维碳谱。进一步地，第十一步中，根据样品中各个官能团的含量计算样品的总质量M，然后将该质量换算为把样品中的C摩尔数看成1下的质量。本专利技术的有益效果是：一、该种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，能够实现直接测量计算得C、H、O的含量的目的。该方法通过直接计算获得C、H、O的含量，能够减少测量过程中的变量，并能够减小误差带来的影响。二、该种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，能够不更换样品，只改变核磁参数，就能获得13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图这三种谱图；通过本专利技术过程中获得的13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图这三种谱图，能够得到样品中不同碳的信息。三、该种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，能够只使用一种实验仪器，就能获得样品两个方面的检测结果，一方面是有关官能团的信息，能够定量分析样品中各个碳官能团的含量。一方面是C、H、O的含量，减少了测试仪器的使用，节约了成本。附图说明图1是实施例1中标准品D-5307-QUAL的13C-NMR谱图、DEPT135谱图和DEPT90谱图；图1中，横坐标为化学位移，纵坐标为峰强度。图2是实施例2中橡木生物油的13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图；图2中，横坐标为化学位移，纵坐标为峰强度。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，其特征在于：包括以下步骤，/n第一步，将冷藏的生物油取出放置在室温静置设定时间，使生物油完全解冻；/n第二步，摇晃生物油样品，使样品混合均匀，避免生物油分层；/n第三步，取250μL的生物油，将其与250μL含有10 mg/ mL Cr(acac)

【技术特征摘要】
1.一种基于核磁共振定量碳谱分析的生物油中C、H、O含量计算方法，其特征在于：包括以下步骤，
第一步，将冷藏的生物油取出放置在室温静置设定时间，使生物油完全解冻；
第二步，摇晃生物油样品，使样品混合均匀，避免生物油分层；
第三步，取250μL的生物油，将其与250μL含有10mg/mLCr(acac)3的dmso-d6混合，并摇匀成为均一的溶液，得到的混合溶液中Cr(acac)3的浓度为5mg/mL；
第四步，将第三步所得混合溶液置于核磁管中，盖上核磁管盖；
第五步，将核磁管放置于核磁测试仪器的进样架上，在核磁测试仪器上设置核磁参数，包括核磁扫描次数、核磁收集时间和脉冲程序，无需设置氢核的第三脉冲宽度，参数设置完毕后核磁测试仪器将自动开始检测，样品放置在该参数下测试获得的是该样品的13C-NMR谱图；
第六步，改变氢核的第三脉冲宽度为90°，在其他核磁参数不变的情况下，测试获得该样品的无畸变极化转移技术90谱图即DEPT90谱图，DEPT90谱图上能看到样品中次甲基（叔碳）向上的峰；
第七步，改变氢核的第三脉冲宽度为135°，在其他核磁参数不变的情况下，测试看到该样品的无畸变极化转移技术135谱图即DEPT135谱图中甲基（伯碳）、次甲基（叔碳）的峰向上即信号为正，亚甲基（仲碳）为倒峰即信号为负；
第八步，利用MestReNove软件对所得的核磁图谱进行处理，进行相位校正和基线校正；
第九步，对比第五步、第六步、第七步所得样品的13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图，区分出13C-NMR谱图中各个峰分别属于的碳类型，包括伯碳、仲碳、叔碳和季碳；
第十步，分别将13C-NMR谱图、DEPT90谱图和DEPT135谱图中每个峰进行积分，即利用MestReNove软件中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：贲昊玺，王锐，
申请(专利权)人：南京昊绿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32