CN112051224A - 一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法 - Google Patents
一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112051224A CN112051224A CN202010809571.5A CN202010809571A CN112051224A CN 112051224 A CN112051224 A CN 112051224A CN 202010809571 A CN202010809571 A CN 202010809571A CN 112051224 A CN112051224 A CN 112051224A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biodiesel
- absorbance
- blending
- fuel
- blending ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims abstract description 101
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims abstract description 48
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 34
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical group CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 10
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 9
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 7
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000012088 reference solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 241001048891 Jatropha curcas Species 0.000 description 16
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000013211 curve analysis Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N2021/3196—Correlating located peaks in spectrum with reference data, e.g. fingerprint data
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，测定生物柴油调和燃料紫外吸光度曲线，得出最大吸收峰λmax对应的吸光度A1，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax对应的吸光度A2，设定吸光度A＝|A1‑A2|，与该型号生物柴油调和燃料调和比c的关系式如下模型Ⅰ；模型Ⅰ计算c值，若c值远远小于牌号值一般小于0，则说明该生物柴油调和燃料中掺入了植物油，结合偏最小二乘法建立模型Ⅱ；本发明能够较为精确的测定柴油与生物柴油调和燃料中生物柴油的调和比，弥补了其他如IR、气相色谱和高效液相色谱法等单变量方法的不足，能够准确识别调和燃料中掺混植物油后植物油与生物柴油的区别，并检测出其中生物柴油的调和比例。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，属于光谱检测领域。
背景技术
化石燃料(如石化柴油、汽油)的短缺以及燃用过程中产生的环境污染等一系列问题一直都是当今世界的热点，生物柴油是目前最理想的石化柴油绿色替代燃料，具有可再生性、可降解性和低排放性的特点，受到了世界各国的重视。生物柴油与石化柴油在理化性能方面相似性很高，可以在不改动柴油机现有结构的基础上直接燃用。但由于技术限制，目前研究方向主要是将生物柴油与石化柴油按5％、10％、20％的体积比调和成调和燃料(牌号简称B5、B10、B20)使用。楼狄明等通过对比研究满足国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的柴油公交车分别燃用生物柴油与柴油调和燃料B0/B5/B10在中国典型城市公交车循环下的颗粒物排放特性，证明了与柴油相比较，国Ⅴ公交车燃用调和燃料的颗粒物质量、脂肪酸、烷烃、PAHs排放因子降低；Serac,Mehmet Resit等通过相关实验提出相比于柴油单独燃烧，在一定条件下燃烧生物柴油调和燃料能减少柴油机的NOx和超细颗粒物的排放，且使CO、HC和炭烟排放均有所降低，很大程度上降低了对人体和环境的危害。巴西作为世界上生物能源开发和利用最早、规模最大的国家，从2008年1月开始强制使用B2柴油，到2015年已经实现了B7计划，在2020年更新的法律中要求增加B13；印尼在2014年要求国内使用所有柴油中必须含有10％的生物柴油(B10)，到2016年将生物柴油强制混合比例上调至20％(B20)；2006年，美国的伊利诺伊州和路易斯安那州开始强制使用B2柴油，之后美国越来越多的州开始强制使用生物柴油，生物柴油调和比例也在逐渐增加。国内对生物柴油调和燃料的研究起步相对较晚，但近两年来该方法开始渐渐获得认可和推广，在2018年12月29日,国家发改委等7部委联合发布《公告》(2018年第16号),自2019年1月1日起,全面供应“国Ⅵ(含B5生物柴油)标准”车用汽柴油，同时停售低于该标准的车用汽、柴油。
调和燃料的使用是当前世界石化能源发展的主要趋势，但目前生物柴油市场发展相对缓慢，究其原因，与生物柴油调和燃料的品质参差不齐有很大关系。同一型号不同牌号的不同调和比例的调和燃料的理化特性是不一样的，其价格成本也存在很大区别。相对于生物柴油而言，植物油生产工艺简单，生产成本低，对于部分企业而言，在固定牌号的调和燃料中混入一定量的植物油或降低其中掺混的生物柴油调和比，可以在很大程度上降低成本。目前生物柴油及其调和燃料组分检测技术主要包括光谱法和色谱法，操作过程相对复杂，且由于生物柴油与植物油理化特性上的相似性，当调和燃料中混入植物油后，用一般的红外光谱法(IR)、气相色谱法和高效液相色谱法等单变量方法均不能检测出来。但由于植物油具有粘度大、着火点高、挥发性差、浊点和浑浊度高、含磷等不利因素，掺混植物油后柴油机会出现活塞环凝结、输油管或滤清器堵塞、冷启动困难、雾化不良、燃烧不完全、耗油量大等现象，长期使用将造成积碳严重等问题。因此，想要促进生物柴油调和燃料市场的发展，一种快速准确检测调和燃料品质的方法是必不可缺的。
发明内容
本发明提出一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，该方法可以准确测定生物柴油调和燃料的调和比、确定调和燃料中是否混入植物油和混入植物油情况下调和燃料的调和比。
本发明方法如下：
一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，具体步骤如下：
(1)测定某一型号生物柴油调和燃料紫外吸光度曲线，得出最大吸收峰λmax对应的吸光度A1，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax对应的吸光度A2，设定吸光度A＝|A1-A2|，代入该型号生物柴油调和燃料调和比c的关系式模型I：
A＝a1+b1c
式中A为紫外吸光度，无单位量纲；a1，b1为特征常数；
计算出生物柴油以调和比c，％；
(2)利用模型I计算c值，若c值远远小于牌号值且一般小于0，则说明该牌号生物柴油调和燃料中掺入了植物油，选择该牌号且已知掺混植物油和掺混量的的生物柴油调和燃料至少5份，1份标准柴油样品，选择烷烃类能够溶解该调和燃料油的试剂进行稀释，并作为参比溶液；
(3)每组样品至少需要三组测试曲线，对比选择吸光度曲线吸收峰值最稳定的一组进行后期的数据处理；
根据偏最小二乘法的特点，即：
y＝a2+b1c1+b2c2
吸光度曲线中最大吸收峰λmax±50波长范围内对应的吸光度A3，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax±50波长范围内对应的吸光度A4，以|A3-A4|值为Z轴，生物柴油调和比为X轴，植物油调和比为Y轴，其中由于混合物中调和比是一定的(牌号决定)，因此生物柴油调和比和植物油调和比的变化趋势是成反比，即生物柴油调和比增加，植物油调和比降低，即二者系数关系如下：
b1≈|b2|
建立三维坐标系下的3D散点图，通过对不同波长处的散点图分析，根据点的集中分布特点，确定生物柴油调和比、植物油调和比与调和燃料吸光度的相关性最好的波长λ处的调和燃料吸光度A5，标准柴油的紫外吸光度曲线在波长λ处的吸光度A6，在origin中设定吸光度A＝|A5-A6|值为因变量，生物柴油调和比c1和植物油调和比c2为自变量，使用偏最小二乘法进行拟合，建立关系式如下模型Ⅱ：
A＝a2+b2(c1-c2)
上式中A为紫外吸光度，无单位量纲；c1为生物柴油调和比例，％；c2为植物油调和比例，％；拟合出特征常数a2，b2的值；
(5)测定掺混植物油且掺杂比例未知的该牌号生物柴油调和燃料的紫外吸光度曲线，选择步骤(4)中确定的生物柴油调和比、植物油调和比与调和燃料吸光度的相关性最好的波长λ处的调和燃料吸光度A7，已知标准柴油的紫外吸光度曲线在波长λ处的吸光度A6，获得吸光度A＝|A7-A6|带入模型Ⅱ，再结合实际牌号计算c1、c2。
所述模型I建立过程及特征常数a1，b1的拟合过程，具体步骤如下：
(1)根据需要测试的生物柴油调和燃料，选择调和相同生物柴油的不同比例的调和燃料至少5份，1份标准柴油样品，选择烷烃类能够溶解该调和燃料油的试剂进行稀释，并作为参比溶液，确保紫外可见光能够透过样品形成吸收峰；
(2)每组样品至少需要三组测试曲线，对比选择吸光度曲线吸收峰值比较稳定的一组进行后期的数据处理；
(3)通过(1)和(2)步骤，至少能获得5条相同种类不同比例的调和燃料的吸光度曲线和1条标准柴油吸光度曲线，使用orgin将所有吸光度曲线绘制在同一幅图，寻找最大吸收峰所处波长区域，选择调和燃料的最大吸收峰处对应波长，结合朗伯-比尔定律，即
式中：A为吸光度；T为透射比；K为摩尔吸收系数；c为吸光物质的调和比；b为吸收层厚度；K′＝Kb；
以调和燃料油中生物柴油调和比c为自变量，最大吸收峰λmax对应的吸光度A1，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax对应的吸光度A2，设定吸光度A＝|A1-A2|为因变量，使用最小二乘法进行线性拟合，绘制出生物柴油调和比与紫外吸光度的曲线如下：
A＝a1+b1c
拟合出特征常数a1，b1的值。
所述烷烃类试剂为正庚烷或正丁烷等。
所述稀释后的浓度为3000mg/L。
本发明的有益效果：
本发明能够较为精确的测定柴油与生物柴油调和燃料中生物柴油的调和比，同时也弥补了其他如IR、气相色谱和高效液相色谱法等单变量方法的不足，能够准确识别调和燃料中掺混植物油后植物油与生物柴油的区别，并检测出其中生物柴油的调和比例，确定调和燃料油的品质及合格率，为调和燃料油的大规模推广使用提供智力支持。该方法简单、易操作、成本低、计算准确率高，可准确测定调和燃料中生物柴油的调和比例。
附图说明
图1为小桐子生物柴油调和燃料的吸光度曲线；
图2为在324nm处小桐子生物柴油调和燃料中生物柴油调和比与紫外吸光度的标准曲线；
图3为掺混植物油情况下小桐子生物柴油调和燃料的吸光度曲线；
图4为建立的3D散点图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
本发明实施例1-2以小桐子生物柴油调和燃料B1～B10为例。
实验用未经处理的小桐子生物柴油的基本理化指标如下表1：
表1小桐子生物柴油的基本理化指标
(*未经添加剂的原油)
实施例1
一种检测小桐子生物柴油调和燃料调和比的方法，具体步骤如下：
(1)制备测试样品：
准备标准柴油和B1～B10的小桐子生物柴油调和燃料样品共11组，使用正庚烷进行稀释，稀释浓度3000mg/L；正庚烷并作为参比溶液，确保紫外可见光能够透过样品形成吸收峰；
(2)紫外分光光度计测定样品的吸光度曲线：
将处理好的样品倒入比色皿中，选定基准后，利用紫外可见分光光度计U-3900H记录光谱范围从190nm到450nm的不同混合物的吸光度，光谱分辨率为0.5nm，每组测三次并记录相关实验数据；对比选择吸光度曲线吸收峰值最稳定的一组进行后期的数据处理；
(3)吸光度曲线分析结合最小二乘法，检测调和燃料调和比：
紫外分光光度曲线如图1所示，小桐子生物柴油调和燃料在波长为324nm和337nm处出现了明显的吸收峰，且最大吸收峰在λmax＝324nm处，观察324nm波长对应区域，可以发现在该波长处其吸光度与生物柴油调和比存在明显的规律性，即随着所添加的生物柴油调和比的增加，混合物的吸光度曲线峰值逐渐降低，使用orgin将所有吸光度曲线绘制在同一幅图，寻找最大吸收峰所处波长区域，选择调和燃料的最大吸收峰处对应波长，结合朗伯-比尔定律，即
式中：A为吸光度；T为透射比；K为摩尔吸收系数；c为吸光物质的调和比；b为吸收层厚度；K′＝Kb；
以调和燃料油中生物柴油调和比c为自变量，最大吸收峰λmax对应的吸光度A1，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax对应的吸光度A2，设定吸光度A＝|A1-A2|为因变量，使用最小二乘法进行线性拟合，绘制出生物柴油调和比与紫外吸光度的标准曲线如图2，根据曲线建立模型I如下：
A＝a1+b1c
式中，A为紫外吸光度，无单位量纲；c为生物柴油浓度(以调和比例表示)，％；对公式进行拟合得到特征常数a1，b1，将a1，b1带入上式后，模型I公式如下：
A＝0.34029+0.0816c
用模型I检测样品并与实际值进行对比，结果如下表2：
表2
| 混合物中生物柴油实际调和比 | 模型I计算值 |
| B2(2±0.1) | 2.0±0.01 |
| B4(4±0.1) | 4.1±0.01 |
| B5(5±0.1) | 5.0±0.01 |
| B6(6±0.1) | 6.1±0.08 |
| B8(8±0.1) | 8.1±0.06 |
| B9(9±0.1) | 9.0±0.04 |
| B10(10±0.1) | 10.0±0.06 |
实施例2
按照实施例1的方法，选定另一个牌号为B10但可能掺混了植物油的一批样品，吸光度曲线处理如图3，在λmax＝324nm处的紫外吸收峰值随混合物中掺入的生物柴油调和比的增加而减小的趋势不明显，不同调和比的生物柴油调和燃料曲线峰值之间差异很小，使用模型I计算出来的结果远远小于牌号值，基本小于0且固定在-2～-3之间，如表3，这个值非常不合常理，可以确定该B10样品含有植物油。
表3
说明掺混植物油的小桐子生物柴油调和燃料不适用于模型I的公式计算，基于此，本实施例需要重新建模，具体方法如下：
(1)选择上表中该牌号且已知掺混植物油和掺混量的生物柴油调和燃料9份，1份标准柴油样品，选择烷烃类能够溶解该调和燃料油的试剂正庚烷进行稀释，并作为参比溶液；
(2)每组样品需要三组测试曲线，对比选择吸光度曲线吸收峰值最稳定的一组进行后期的数据处理；
(3)吸光度曲线分析结合偏最小二乘法，检测调和燃料调和比：
根据偏最小二乘法的特点，即：
y＝a2+b1c1+b2c2
吸光度曲线中最大吸收峰λmax±50波长范围内(274nm～374nm波长范围的)对应的吸光度A3，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax±50波长范围内(274nm～374nm波长范围的)对应的吸光度A4，以|A3-A4|值为Z轴，生物柴油调和比为X轴，植物油调和比为Y轴，其中由于混合物中调和比是一定的(牌号决定)，因此生物柴油调和比和植物油调和比的变化趋势是成反比，即生物柴油调和比增加，植物油调和比降低，即二者系数关系如下：
b1≈|b2|
建立三维坐标系下的3D散点图，通过对不同波长处的散点图分析，如图4，根据点的集中分布特点，确定生物柴油调和比、植物油调和比与调和燃料吸光度的相关性最好的波长λ处的调和燃料吸光度A5，选择点分布相对集中且形成线性的波长λ＝324nm处的调和燃料吸光度，标准柴油的紫外吸光度曲线在波长λ处的吸光度A6，在origin中设定吸光度A＝|A5-A6|值为因变量，生物柴油调和比c1和植物油调和比c2为自变量，使用偏最小二乘法进行拟合，建立生物柴油调和比与紫外吸光度的关系模型Ⅱ如下：
A＝a2+b2(c1-c2)
式中A为紫外吸光度，无单位量纲；c1为生物柴油调和比，％；c2为植物油调和比，％；对公式进行拟合得到特征常数a2，b2，将a2，b2带入上式后，模型Ⅱ公式如下：
A＝0.13711+0.00426(c1-c2)
然后根据实际牌号，c1+c2＝10，计算出来生物柴油调和比c1和植物油调和比c2的值。
用模型Ⅱ检测四组样品并与实际值进行对比，结果如下表4：
表4
从表1、表2、表3、表4可知，模型I能够分析出柴油/小桐子生物柴油调和燃料中生物柴油的调和比例，误差仅有(实际值±0.1)，且模型I可以判断调和燃料中是否含有小桐子植物油；模型Ⅱ能够分析出柴油/小桐子生物柴油调和燃料中含有小桐子油情况下小桐子油及其生物柴油的调和比，误差仅有(实际值±0.9)。
本发明且紫外分光光度法操作简单，便捷易行，弥补了其他如IR、气相色谱法和高效液相色谱法等单变量方法的不足，能够准确识别调和燃料中掺混植物油后植物油与生物柴油的区别，并检测出其中生物柴油的调和比，十分适用于在加油站等调和燃料流通场所的测量，为调和燃料油的大规模推广使用提供了支持。
Claims (4)
1.一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)测定某一型号的生物柴油调和燃料紫外吸光度曲线，得出最大吸收峰λmax对应的吸光度A1，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax对应的吸光度A2，设定吸光度A＝|A1-A2|，代入该型号生物柴油调和燃料调和比c的关系式模型I：
A＝a1+b1c
式中A为紫外吸光度，无单位量纲；a1，b1为特征常数；
计算出生物柴油以调和比c，％；
(2)利用模型I计算c值，若c值小于0，则说明该牌号生物柴油调和燃料中掺入了植物油，选择该牌号且已知掺混植物油和掺混量的生物柴油调和燃料至少5份，1份标准柴油样品，选择烷烃类试剂进行稀释，并作为参比溶液；
(3)每组样品至少三组测试曲线，选择吸光度曲线吸收峰值最稳定的一组进行数据处理；
(4)吸光度曲线中最大吸收峰λmax±50波长范围内对应的吸光度A3，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax±50波长范围内对应的吸光度A4，以|A3-A4|值为Z轴，生物柴油调和比为X轴，植物油调和比为Y轴，建立三维坐标系下的3D散点图，通过对散点图分析，根据点的集中分布特点，确定生物柴油调和比、植物油调和比与调和燃料吸光度的相关性最好的波长λ处的调和燃料吸光度A5，标准柴油的紫外吸光度曲线在波长λ处的吸光度A6，设定吸光度A＝|A5-A6|值为因变量，生物柴油调和比c1和植物油调和比c2为自变量，使用偏最小二乘法进行拟合，建立关系式模型Ⅱ：
A＝a2+b2(c1-c2)
上式中A为紫外吸光度，无单位量纲；c1为生物柴油调和比，％；c2为植物油调和比，％；
拟合出特征常数a2，b2的值；
(5)测定掺混植物油且掺杂比例未知的该牌号生物柴油调和燃料的紫外吸光度曲线，选择步骤(4)中确定的生物柴油调和比、植物油调和比与调和燃料吸光度的相关性最好的波长λ处的调和燃料吸光度A7，已知标准柴油的紫外吸光度曲线在波长λ处的吸光度A6，获得吸光度A＝|A7-A6|带入模型Ⅱ，再结合实际牌号计算c1、c2。
2.根据权利要求1所述基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，其特征在于，特征常数a1，b1的拟合过程，具体步骤如下：
(1)根据需要测试的生物柴油调和燃料，选择调和相同生物柴油的不同比例的调和燃料至少5份，1份标准柴油样品，选择烷烃类试剂进行稀释，并作为参比溶液；
(2)每组样品至少三组测试曲线，选择吸光度曲线吸收峰值最稳定的一组进行数据处理；
(3)通过步骤(1)和(2)，至少能获得5条相同种类不同比例的调和燃料的吸光度曲线和1条标准柴油吸光度曲线，使用orgin将所有吸光度曲线绘制在同一幅图，选择调和燃料的最大吸收峰处对应波长，结合朗伯-比尔定律，以调和燃料油中生物柴油调和比c为自变量，最大吸收峰λmax对应的吸光度A1，标准柴油的紫外吸光度曲线最大吸收峰λmax对应的吸光度A2，设定吸光度A＝|A1-A2|为因变量，使用最小二乘法进行线性拟合，绘制出生物柴油调和比与紫外吸光度的曲线如下：
A＝a1+b1c
拟合出特征常数a1，b1的值。
3.根据权利要求1或2所述基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，其特征在于，烷烃类试剂为正庚烷或正丁烷。
4.根据权利要求1或2所述基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法，其特征在于，稀释后的浓度为3000mg/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010809571.5A CN112051224B (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010809571.5A CN112051224B (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112051224A true CN112051224A (zh) | 2020-12-08 |
| CN112051224B CN112051224B (zh) | 2021-08-06 |
Family
ID=73602123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010809571.5A Active CN112051224B (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112051224B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116242805A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-06-09 | 温州泛波激光有限公司 | 激光检测方法、激光检测装置和计算机存储介质 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050205470A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Ramirez-Corredores M M | Selective sulfur removal from hydrocarbon streams by adsorption |
| CN1773265A (zh) * | 2005-11-10 | 2006-05-17 | 河南工业大学 | 食用油脂中低含量矿物油的快速检测方法 |
| CN100390541C (zh) * | 1999-03-23 | 2008-05-28 | 埃克森美孚研究工程公司 | 腐蚀性石油原料和馏分的最佳使用和改进评价的方法 |
| CN101467025A (zh) * | 2006-07-04 | 2009-06-24 | 东亚Dkk株式会社 | 油的种类识别方法以及油的种类识别器 |
| CN101639438A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-03 | 中国石油天然气股份有限公司长庆石化分公司 | 汽油中铅含量的检测方法 |
| WO2010081207A1 (pt) * | 2008-12-15 | 2010-07-22 | Universidade Federal Da Bahia | Revestimento multicamada contendo sinalizadores monitorados remotamente |
| CN101988895A (zh) * | 2009-07-30 | 2011-03-23 | 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院 | 由近红外光谱预测混合原油中单种原油含量的方法 |
| WO2012138049A1 (en) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Non-aqueous fluid marker containing n-benzyl-n-ethylaniline and method for preparing the same |
| CN102928375A (zh) * | 2012-07-25 | 2013-02-13 | 苏州派尔精密仪器有限公司 | 采用紫外光谱分析方法进行地沟油检测的方法 |
| CN103217393A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-24 | 华南农业大学 | 一种掺伪茶油的检测方法 |
| CN103398970A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 骆驰 | 一种定性和定量分析食用油并进而检测地沟油的方法 |
| CN107219181A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-09-29 | 四川农业大学 | 用于测定烤烟叶挥发油溶液浓度的线性标准曲线建立方法 |
| CN107257926A (zh) * | 2015-01-05 | 2017-10-17 | 沙特阿拉伯石油公司 | 通过紫外可见光谱法表征原油 |
| CN107884510A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-06 | 昆明理工大学 | 一种生物质燃油层流预混火焰传播速度测量方法 |
| CN208949226U (zh) * | 2018-07-23 | 2019-06-07 | 昆明理工大学 | 一种降低生物柴油金属离子含量的装置 |
| CN109883974A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-14 | 天津工业大学 | 一种基于紫外可见光谱及化学模式识别的紫苏油及其伪品鉴别方法 |
| CN110320171A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-11 | 南京赢点色谱分离技术有限公司 | 一种快速检测车用柴油尿素的专用检测装置及检测方法 |
-
2020
- 2020-08-12 CN CN202010809571.5A patent/CN112051224B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390541C (zh) * | 1999-03-23 | 2008-05-28 | 埃克森美孚研究工程公司 | 腐蚀性石油原料和馏分的最佳使用和改进评价的方法 |
| US20050205470A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Ramirez-Corredores M M | Selective sulfur removal from hydrocarbon streams by adsorption |
| CN1773265A (zh) * | 2005-11-10 | 2006-05-17 | 河南工业大学 | 食用油脂中低含量矿物油的快速检测方法 |
| CN101467025A (zh) * | 2006-07-04 | 2009-06-24 | 东亚Dkk株式会社 | 油的种类识别方法以及油的种类识别器 |
| WO2010081207A1 (pt) * | 2008-12-15 | 2010-07-22 | Universidade Federal Da Bahia | Revestimento multicamada contendo sinalizadores monitorados remotamente |
| CN101988895A (zh) * | 2009-07-30 | 2011-03-23 | 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院 | 由近红外光谱预测混合原油中单种原油含量的方法 |
| CN101639438A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-03 | 中国石油天然气股份有限公司长庆石化分公司 | 汽油中铅含量的检测方法 |
| WO2012138049A1 (en) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Non-aqueous fluid marker containing n-benzyl-n-ethylaniline and method for preparing the same |
| CN102928375A (zh) * | 2012-07-25 | 2013-02-13 | 苏州派尔精密仪器有限公司 | 采用紫外光谱分析方法进行地沟油检测的方法 |
| CN103217393A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-24 | 华南农业大学 | 一种掺伪茶油的检测方法 |
| CN103398970A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 骆驰 | 一种定性和定量分析食用油并进而检测地沟油的方法 |
| CN107257926A (zh) * | 2015-01-05 | 2017-10-17 | 沙特阿拉伯石油公司 | 通过紫外可见光谱法表征原油 |
| CN107219181A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-09-29 | 四川农业大学 | 用于测定烤烟叶挥发油溶液浓度的线性标准曲线建立方法 |
| CN107884510A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-06 | 昆明理工大学 | 一种生物质燃油层流预混火焰传播速度测量方法 |
| CN208949226U (zh) * | 2018-07-23 | 2019-06-07 | 昆明理工大学 | 一种降低生物柴油金属离子含量的装置 |
| CN109883974A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-14 | 天津工业大学 | 一种基于紫外可见光谱及化学模式识别的紫苏油及其伪品鉴别方法 |
| CN110320171A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-10-11 | 南京赢点色谱分离技术有限公司 | 一种快速检测车用柴油尿素的专用检测装置及检测方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| DAVID D. S. FERNANDES: "UV-Vis Spectrometric Detection of Biodiesel/Diesel Blend Adulterations with Soybean Oil", 《JOURNAL OF THE BRAZILIAN CHEMICAL SOCIETY》 * |
| GUSTAVO G. SHIMAMOTO等: "Alternative methods to quantify biodiesel in standard diesel-biodiesel blends and samples adulterated with vegetable oil through UV–Visible spectroscopy", 《FUEL》 * |
| 许洪等: "基于线性光度法的食用油掺杂快速定量检测", 《食品安全质量检测学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116242805A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-06-09 | 温州泛波激光有限公司 | 激光检测方法、激光检测装置和计算机存储介质 |
| CN116242805B (zh) * | 2023-02-03 | 2024-01-23 | 温州泛波激光有限公司 | 激光检测方法、激光检测装置和计算机存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112051224B (zh) | 2021-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khoobbakht et al. | Optimization of operating factors and blended levels of diesel, biodiesel and ethanol fuels to minimize exhaust emissions of diesel engine using response surface methodology | |
| Nayyar et al. | Characterization of n-butanol diesel blends on a small size variable compression ratio diesel engine: Modeling and experimental investigation | |
| Lapuerta et al. | Effect of the alcohol type used in the production of waste cooking oil biodiesel on diesel performance and emissions | |
| Peterson et al. | Emissions characteristics of ethyl and methyl ester of rapeseed oil compared with low sulfur diesel control fuel in a chassis dynamometer test of a pickup truck | |
| Di et al. | Experimental investigation on regulated and unregulated emissions of a diesel engine fueled with ultra-low sulfur diesel fuel blended with biodiesel from waste cooking oil | |
| Yang et al. | Emission evaluation of a diesel engine generator operating with a proportion of isobutanol as a fuel additive in biodiesel blends | |
| Tan et al. | Exhaust emissions from a light-duty diesel engine with Jatropha biodiesel fuel | |
| Wall et al. | Fuel composition effects on heavy-duty diesel particulate emissions | |
| Benajes et al. | Gaseous emissions and particle size distribution of dual-mode dual-fuel diesel-gasoline concept from low to full load | |
| Nithyanandan et al. | A preliminary investigation of the performance and emissions of a port-fuel injected SI engine fueled with acetone-butanol-ethanol (ABE) and gasoline | |
| Zhang et al. | Effects of oxygenated fuel blends on carbonaceous particulate composition and particle size distributions from a stationary diesel engine | |
| Rahiman et al. | Effects of oxygenated fuel pertaining to fuel analysis on diesel engine combustion and emission characteristics | |
| Yang et al. | Comparison of carbonyl compound emissions from a diesel engine generator fueled with blends of n-butanol, biodiesel and diesel | |
| Ghadikolaei et al. | Chemical properties and composition of PM emitted from a diesel engine fueled with ternary fuel (diesel-biodiesel-ethanol) in blended and fumigation modes | |
| CN102788778B (zh) | 一种醇类汽油中甲醇乙醇含量快速测定方法 | |
| CN112051224B (zh) | 一种基于紫外可见分光光度法检测生物柴油调和燃料调和比的方法 | |
| Chaichan | Improvement of NOx-PM trade-off in CIE though blends of ethanol or methanol and EGR | |
| Caetano et al. | Analysis of the effect on the mechanical injection engine using doped diesel fuel by ethanol and bio-oil | |
| Song et al. | Effects of dimethyoxymethane blending into diesel fuel on soot in an optically accessible DI diesel engine | |
| Moses-DeBusk et al. | Impacts of air-fuel stratification in ACI combustion on particulate matter and gaseous emissions | |
| Liu et al. | Experimental study on formaldehyde emission from environmental protection and energy-saving alcohol fuel for vehicles | |
| Nuszkowski et al. | The effect of cetane improvers and biodiesel on diesel particulate matter size | |
| Di Iorio et al. | Experimental characterization of an ethanol DI-gasoline PFI and gasoline DI-gasoline PFI dual fuel small displacement SI engine | |
| Truedsson et al. | Pressure sensitivity of HCCI auto-ignition temperature for gasoline surrogate fuels | |
| Soltani et al. | Performance and Emissions of a Tractor engine operating on biodiesel-diesel blends with EGR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Fashe Inventor after: Wang Wenchao Inventor after: Li Jingjing Inventor after: Luo Zhixuan Inventor after: Lin Shoulong Inventor after: Qiu Xuemei Inventor before: Li Jingjing Inventor before: Li Fashe Inventor before: Luo Zhixuan Inventor before: Lin Shoulong Inventor before: Qiu Xuemei Inventor before: Wang Wenchao |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |