一种加速氧化-离子色谱检测生物柴油中总磷含量的方法技术

本发明专利技术公开一种加速氧化

【技术实现步骤摘要】
一种加速氧化
‑
离子色谱检测生物柴油中总磷含量的方法


[0001]本专利技术涉及生物柴油中磷含量的检测方法，具体涉及一种加速氧化处理下生物柴油中磷含 量的离子色谱定量检测分析方法。
技术背景
[0002]生物柴油作为典型的“绿色能源”，将其作为燃料油，对助力“碳达峰、碳中和”目标、推进 化石能源替代、减轻环境压力等诸多方面均具有十分重要的战略意义。且不同的动植物油脂及 餐饮废弃油脂均可用于生物柴油的生产，这些低品质的油脂中除含有甘油三酯和游离脂肪酸外， 还含有一定量的磷脂。评价生物柴油品质的一个重要参数为磷含量，磷在高温下可形成氧化物 颗粒吸附在催化剂表面，使催化剂无法与废气接触造成催化剂“中毒”现象。此外，磷的存在可 增加生物柴油汽车尾气颗粒物和生物柴油中的硫酸盐灰分，而硫酸盐灰分对汽车引擎中积碳的 形成有很大的关系。英国标准EN14214将生物柴油中总磷的最大限量设定为4mg
·
kg
‑1， AmerICAN试验与材料学会ASTMD6751和我国GB 25199则将生物柴油中总磷的最大限量设 定为10mg
·
kg
‑1。上述标准均规定采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP
‑
OES)对生物柴油中的 总磷进行检测，该方法高效、灵敏，但在样品的稀释过程中需要用到毒性大的有机溶剂，如正 丙醇、二甲苯、环己烷、石油醚等，同时样品的高倍稀释可降低测量的检测限和定量限，从而 影响分析结果。因此，一些学者提出了分光光度法、毛细管电泳
>‑
电容耦合非接触电导检测法、 比色法和石墨炉原子吸收光谱法等替代方法。其中，Lira(Fuel,2011,90(11):3254
‑
3258)使用分 光光度检测(FIA
‑
SD)的流动注射分析法对生物柴油中磷进行了测定；Nogueira,T(MicrochemicalJournal,2011,99(2):267
–
272)采用电容耦合非接触电导检测法对生物柴油中磷酸根进行了检测 分析；De Campos(Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy,2011,66(9
‑
10):733
‑
739)采用 高分辨率连续源石墨炉原子吸收光谱法直接测定了生物柴油中的磷。这些分析方法各自具有优 势，但也有局限性，如复杂的样品前处理过程和难以控制的精密度。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了克服上述方法的不足，提出一种不依赖大型仪器、操作简便、能满足批量采样 检测要求的生物柴油中磷含量检测方法。本专利技术首先采用Rancimat氧化法将生物柴油进行快 速氧化，并将氧化后的生物柴油采用水浴
‑
分液的方式进行前处理，再采用C18反相柱和0.22μm 尼龙过滤头处理油样，最后通过具有在线基体消除功能的离子色谱仪检测磷含量。
[0004]实现本专利技术上述目的所采取的技术方案如下：
[0005]一种基于加速氧化
‑
离子色谱(IC)定量检测生物柴油中总磷含量的方法，具体步骤如下： (1)标准曲线的绘制：
[0006]采用磷酸，配制浓度为0.5、1.0、2.0、4.0、8.0mg
·
L
‑1的PO
43
‑
标准溶液，通过离子色谱仪 检测分析获得不同浓度PO
43
‑
标准溶液的色谱峰高，并绘制磷浓度与色谱峰高的标准
曲线，得 到标准曲线公式为：
[0007]H＝5.6943
×
10
‑3+2.6461
×
10
‑3Q
[0008]其中，Q为溶液中磷的浓度，mg
·
L
‑1；H为色谱峰高，μs
·
cm
‑1；
[0009](2)样品溶液的准备与测试：
[0010]1)采用精确度为0.0001的电子天平准确称取3～5g生物柴油于50mL试管中；
[0011]2)采用Rancimat873生物柴油氧化稳定性测定仪将试管中的生物柴油进行快速氧化；
[0012]3)氧化反应结束后，将氧化后的生物柴油转移到100mL烧杯中，加入30mL萃取剂，并用保 鲜膜封住烧杯口，随后置于水浴锅中，恒温水浴；
[0013]4)水浴结束后转移至250mL分液漏斗中，充分震荡分液漏斗1～2min，随后静置分层，待分 层完成将下层清液置于200mL容量瓶中，重复水浴
‑
分液进行3～5次，并用超纯水定容至容量 瓶的刻度线；
[0014]5)采用10mL注射器抽取适量200mL容量瓶中的样品溶液先后经过C18反相柱和0.22μm尼 龙过滤头处理至进样管中，并采用离子色谱法检测样品溶液的色谱峰高H，将H带入标准曲 线公式，得到此色谱峰高对应的样品溶液中的磷浓度，再通过下述公式计算生物柴油中的磷含 量：
[0015][0016]式中，X：生物柴油中的磷含量，mg
·
kg
‑1；Q：溶液中的磷浓度，mg
·
L
‑1；V：氧化后样品萃 取液定容体积，mL；m：生物柴油的质量，g。
[0017]所述快速氧化的条件为：温度110～115℃，通空气量10～12L
·
h
‑1，氧化时间为22～24h。
[0018]所述萃取剂为超纯水。
[0019]所述水浴温度为83～85℃，水浴时间为30～35min。
[0020]与现有方法相比，本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术生物柴油采用快速氧化的方式不仅可以将其中的有机磷脂转化为无机磷酸盐，还可 以避免生物柴油炭化、灰化过程中样品的飞溅、燃烧带来的安全隐患，同时不需要对pH值进 行调节，避免了繁杂的操作。
[0022]本专利技术所建立的方法具有较好的线性相关性(r＝0.9997)、较低的检测极限 (C
min
＝0.0048mg
·
L
‑1)及合理的重现性(RSD<1.5％)，回收率在74.35～108.14％之间。
[0023]本专利技术的方法不依赖大型仪器、操作简单、快速且精密度能满足批次进样检测的要求，对 于生物柴油中磷含量的检测更具有现实意义。
附图说明
[0024]图1为实施例1的标准曲线图。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例来进一步说明本专利技术。根据公知常识，本专利技术中涉及到磷含量的均是 磷酸根离子含量。
[0026]本专利技术在采用离子色谱法检测磷含量时，PO
43
‑
的检测需要采用化学抑制电导检测，相关 参数内容如下：
[0027](1)离子色谱柱：采用Metrosep A Supp 5
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加速氧化
‑
离子色谱检测生物柴油中总磷含量的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)标准曲线的绘制：采用磷酸，配制浓度为0.5、1.0、2.0、4.0、8.0mg
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‑1的PO
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标准溶液，通过离子色谱仪检测分析获得不同浓度PO
43
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标准溶液的色谱峰高，并绘制磷浓度与色谱峰高的标准曲线，得到标准曲线公式为：H＝5.6943
×
10
‑3+2.6461
×
10
‑3Q其中，Q为溶液中磷的浓度，mg
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‑1；H为色谱峰高，μs
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cm
‑1；(2)样品溶液的准备和测试：1)采用Rancimat氧化法将生物柴油进行快速氧化；2)将氧化后的生物柴油加入萃取剂，并用保鲜膜封口，恒温水浴；3)水浴结束静置分层后分液，下层清液置于容量瓶中，重复水浴
‑
分液3～5次，用超纯水定容容量瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李法社，周黎，王文超，郑玉曾，隋猛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：