分光光度法测定生物柴油转

'分光光度法测定生物柴油转化率2009年6月第36卷第3期云南化工YunnanChemicalTechnologyJun.2009Vo1.36,No.3?分析测试?分光光度法测定生物柴油转化率李盛林,刘守庆,李道忠,李雪梅,宋文强,陈玉惠(西南林学院,云南昆明650224)摘要:通过测定生物柴油制备过程中产生的甘油与Cu(OH).悬浊液反应生成绛蓝色溶液的吸光度,计算生物柴油的转化率.结果表明,当甘油浓度在3%～9%时,其与吸光度的线性关系良好(r=0.9984),平均回收率在101.1%;与气质联谱比较,相同生物柴油样品转化率的测定值差值小于0.1%.关键词:分光光度法;生物柴油;转化率中图分类号:0657.3,TE667文献标识码:A文章编号:1004—275X(2009)03-0071-03液体燃油是维持现代社会正常运转的基石之一,是最重要的动力燃料.随着世界经济的发展,全球性化石资源日益枯竭,高油价和严重的环境污染成为制约经济发展和社会进步的障碍.生物柴油因其具有十六烷值高,润滑性能好,可生物降解,闪点高,无毒,几乎不含芳烃和硫(<10wg/g),尾气中有害物排放少,与柴油的互溶性优良等特性而备受世 界的瞩目….生物柴油以动物油或植物油等为原料与甲醇或乙醇等小分子醇类发生酯交换反应制备而得,副产品为甘油.在制备过程中,生物柴油的转化率对产品的成本和利润有着重要影响,因而转化率和产率是反映生物柴油转化效果好坏的重要指标.测定生物柴油转化率和产率的方法很多,主要有以下两类:1)以反应物的减少量来评价生物柴油的转化率,该法较适用于衡量地沟油等组成复杂的油品制备生物柴油;2)以产物的生成量评价生物柴油的转化率,该法因反应中有甘油和脂肪酸甲酯或乙酯两类产物的生成,因而可以通过测定甘油含量或脂肪酸酯的含量来评价生物柴油的转化率.脂肪酸酯含量的测定通常需借助大型仪器设备如气相色谱仪(GC),高效液相色谱仪(HPLC)或凝胶渗透色谱仪(GPC)进行测定J,实验花费较高,而采用测定甘油含量来评价生物柴油的转化率方法简单,I且通过传统的化学分析就可以实现,因而有较大的推广价值.传统测定甘油含量的方法有酶法引,物理法,化学法等多种,本实验采用分光光度法进行测定.1实验部分1.1主要试剂与仪器精炼橡胶籽油(购于西双版纳州).无水乙醇(汕头市达濠精细化学品有限公司);CuSO(国药集团化学试剂有限公司);NaOH(昆明汕滇药业有限公司);甘油(成都市科龙化工试剂厂);NaCI(国药集团化学试剂有限公司)等,上述试剂均为分析纯试剂. 7200型分光光度计[尤尼科(上海)仪器有限公司];80-2台式低速离心机(上海医疗器械(集团)有限公司手术器械厂);BS224S电子天平(北京市赛多利斯仪器系统有限公司).1.2生物柴油制备方法取2份约40g精炼橡胶籽油放人带回流与搅拌装置的三口烧瓶中,分别加入醇油物质的量比8:1和10:1的无水乙醇,并加人为油重1%的NaOH作催化剂,在78℃下加热反应3h.反应完毕,以饱和NaCl溶液洗涤,下层为甘油相,上层为生物柴油.收稿日期:2009-02-09稿件修回日期:2009-05—13基金项目:西南林学院大学生科技创新项目(0744).作者简介:李盛林(1987.),男,新疆人,2006级应用化学专业三年级本科生.联系人:刘守庆(1978-),男,山东人,硕士,讲师,主要从事生物柴油抗氧化研究.?72?云南化工2009年第3期1.3甘油含量测定甘油与氢氧化铜在碱性溶液中(pH=11～12)反应生成绛蓝色溶液4』,该溶液在630nm波长处有一最大吸收峰.根据朗伯一比尔定律,配制一系列不同浓度的甘油铜溶液,在630nm波长处测定各浓度(c)的吸光度(A),制作标准曲线,并得到回归方程.再用供试样品与氢氧化铜作用,测定吸光度,代人回归方程,得出甘油含量.1.3.1标准曲线的绘制取5mL甘油稀释至5OmL,从中分别取出0,2,4,6,8,10mL溶液加入6只比色管中,以含乙醇18%的饱和NaC1溶液定容至25mL,摇匀;取6个 小烧杯,分别加入10mL5%NaOH和0.86mL15%CuSO,搅匀,再从比色管中各取1.14mL溶液加入对应小烧杯中,混匀后,静置显色,取适量溶液于3000r/min下离心10min,取上清液测吸光度,并绘制标准曲线.计算甘油浓度的回归方程为:A=17.18×0甘油,=0.9984.甘油含量计算公式为:1,)m甘油=c甘油×M甘油××0.201.3.2样品甘油含量测定收集生物柴油制备中的下层甘油相并转入200mL容量瓶中饱和NaC1溶液定容后,取1.14mL溶液加入含有10mL5%NaOH和0.86mL15%的CuSO的烧杯中,混匀静置显色后离心,取上清液测定吸光度,通过回归方程计算甘油含量,并按下式计算生物柴油转化率.转化率:—m~—/92.02×100%,n原油/l原油式中,m甘油:橡胶籽生物柴油中甘油的质量,单位g;m原油:制备生物柴油的橡胶籽油的质量,单位g;M原油:橡胶籽油的相对分子质量(约900).1.4验证实验1.4.1原料油中添加甘油的验证实验称取6份约20g精炼橡胶籽油,分为两组,每组分别加入油重3%,5%,9%的甘油,混合均匀后,其中一组以饱和食盐水萃取两次,每次30mL,另一组以相同量的饱和食盐水萃取三次,分别收集水相并转入200mL容量瓶中定容,测定其吸光 度,计算甘油回收率.甘油回收率:x100%m加入式中,m回收:测定所含甘油质量,单位g;m从:添加在精炼橡胶籽油中的甘油质量,单位g.1.4.2生物柴油转化率验证实验按1.2方法制备生物柴油,收集下层甘油相按1.3.2方法测定其甘油含量;上层乙酯相取出后作气-质联谱检测,以验证该方法可行性.2结果与分析2.1显色条件分析2.1.1参比溶液选择分光光度法测定中,参比溶液,显色时间,显色温度,显色剂用量会影响到测定的准确度,其中显色温度和显色剂用量根据文献[5,6]直接选取.配制三种参比溶液,第一组以蒸馏水定容,第二组以饱和NaC1溶液定容,第三组以乙醇+饱和NaC1溶液定容.蒸馏水,饱和NaC1溶液,乙醇+饱和NaCI溶液3种参比溶液对吸光度的影响见图1.1.210.8《0.60.40.2OOO.O20.04c/(tool/L) 图1不同爹比溶液吸光厦Ittt线Figure1Theabsorbancecurveofdifferentreferencesolution图1显示,参比溶液的选择对测定结果有很大影响,参比溶液不同,对应溶液的吸光度也会有较大差别.生物柴油制备过程中通常需加入过量乙醇,该过量部分的乙醇会在饱和NaC1溶液水洗制备生物柴油的过程中随同甘油一同溶入饱和NaC1水溶液中,因而本实验所用参比溶液选择加入乙醇的饱和NaCI溶液,加入量按理论上乙醇过量部分添加,加人量为18%.2.1.2显色时间选择另取以乙醇+饱和NaCI溶液定容的3号,5号标准溶液,进行显色时间选择,显色时间分别为10min,20rain,40min,60min.实验结果显示,显色时间对溶液吸光度的影响极小.本实验选择最小显色时间10rain.2009年第3期李盛林等:分光光度法测定生物柴油转化率?73?2.2验证实验结果2.2.1原料油中添加甘油的验证实验为考察水洗次数对回收率影响,分别研究了二次水洗和三次水洗对回收率的影响,结果见表1.表1水洗次数对回收率的影响TablelEffectofwaterwashingtimesontherecovery从表i数据分析发现,采用二次饱和食盐水水洗时甘油的回收率普遍较低,最高为75.04%,但三次饱和食盐水水洗时各组甘油的回收率均较高,平均为101.1%.由此可见,采用饱和食盐水水洗三次,可将添加甘油几乎全部萃人水相,且采用分光光度法测定可以得到较好的结果. 2.2.2生物柴油转化率验证实验对两种醇油比(8:1,10:1)条件下生物柴油的转化率分别采用分光光度法和气一质联谱法进行测定,测定结果见表2和图2.表2生物柴油转化率测定结果Table2Determinationontheconversionofbio—diesel圈2气-质联谱测定生物柴油转化率结果Figure2ConversionofbiodieselbyGS-MS由表2可见,分光光度法测定的生物柴油转化率与气质联谱测定的转化率其测定差值分别为一0.98%和一0.17%,二者相差均较小.由此可见采用分光光度法测定生物柴油的转化率比较准确.3结论1)本实验考察了显色时间,参比溶液的选择两大影响因素,实验发现显色时间对显色影响较小,而参比溶液的选择对测定结果影响较大,故本实验选择以乙醇+饱和NaC1溶液作为参比,显色时间为10min.2)通过添加甘油到精炼橡胶籽油中的回收验证实验,证明通过饱和NaC1溶液水洗三次,可几乎将所添加甘油全部萃入水相,借助分光光度法可准确测定甘油含量.3)通过与气一质联谱作对照实验验证,以分光光度法测定甘油含量来评价生物柴油转化率具有较高的准确性,而且该方法简单易行,不需要大型的仪器设备,因而对生物柴油转化率的检测具有较大的推广价值.参考文献: 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(上接第73页)DeterminationofBiodieselConversionRatebySpectrophotometryLISheng—lin,LIUShou?qing,LIDao-zhong,LIXue-mei,SONGWen-qiang,CHENYu-hui(SouthwestForestrySchool,Kunming650224)Abstract:Theconversionofbiodieselwascalculatedbythemeasurementofabsorbanceofglyceron.producedinthereactionofglycerinwithcuprichydroxide.Thelinearcorrelationwasobtainedintheconcentrationofglycerinfrom3%to9%(r=0.9984),andtheaveragerecoverywas101.1%.ThedifferencebetweenconversionfromGS—MSandthatbycalculationwaslessthan0.1%.Keywords:spectrophotometry;biodiesel;conversion(上接第76页)AdsorptionPropertiesof8-HydroxyquinaldineResinonLeadIonZHOUXiao-hua(YunnanBusinessInformationEngineeringSchool,Kunming650204)Abstract:Adsorptionofthenewchelatingresin,8-hydroxyquinaldineresinonleadionwasstudiedbystaticmeth?od,andtheresultshowedthattheresinhadgoodabsorptiononleadion,withstaticsaturatedadsorptionof5.02ms/gresinandtheelutionrecoveryof96.56%atthefirsttime.TheadsorptionprocesswasaccordedwithLangmuirandFreundlichmodels.Keywords:8-hydroxyquinaldineresin;adsorption;leadion'