비행 시간 형 질량 분석과 2D 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성

요약

2차원 가스 크로마토그래피-비행 시간 질량 분석 방법은 조류의 열수 액화에서 생성된 바이오 원유의 수성 분획을 특성화하기 위해 설명됩니다. 이 프로토콜은 또한 빠른 열분해, 촉매 빠른 열분해, 촉매 탈산소화 및 수소 처리에서 액체 생성물의 수성 분획을 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

초록

비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 기체 크로마토 식별하고 복잡한 혼합물의 화학 성분을 정량화하기위한 강력한 도구이다. 종종 가솔린, 제트 연료, 디젤, 바이오 디젤, 바이오 - 조 / 바이오 오일, 유기 분획을 분석하기 위해 사용된다. 이러한 분석의 대부분에서, 제 1 분리 차원 극성 분리 한 후, 비극성이다. 바이오 연료 생산에서 바이오 원유 및 기타 수성 샘플의 수성 분획 유사한 열 조합으로 조사되었다. 그러나, 이러한 유도체 화, 용매 추출, 및 고체상 추출 등의 시료 전처리 기술이 필요했다 분석에 앞서. 본 연구에서는 조류의 열수 액화 얻은 수성 분획을이어서 제 차원 극성 분리하여 이전 샘플 제조 기술없이 비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 기체 크로마토 그래피에 의해 특징했다두 번째의 비극성 분리에 의해. 이 분석에서 이차원 플롯 전통적인 열 구성에서 수득 된 것과 비교 하​​였다. 조류 바이오 원유의 수성 분수의 질적 특성의 결과가 자세히 설명되어 있습니다. 비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 가스 크로마토 수성 샘플 유기물 특성화 비극성 분리 하였다 극성 분리를 사용하는 장점이 강조된다.

서론

액체 연료, 유한 한 화석 연료 자원, 화석 연료 공급의 불확실성 및 대기 중 온실 가스의 농도 증가 우려에 대한 수요가 꾸준히 증가 재생 자원에 대한 글로벌 ^한 인식이 증가하고있다. 태양 광, 풍력 에너지, 수력, 지열 (태양 광 및 태양열 포함) 에너지, 바이오 매스는 잠재적으로 화석에서 파생 된 에너지 ^(2)를 대체 할 수있는 기본 재생 에너지 원이다. 이들 바이오 매스 액체 수송 연료 및 고가의 화학 물질 ³ 제조에만 탄소 계 대체 에너지 원이다. 바이오 매스는 산림 자원, 농업 잔류 물, 조류, 종자, 도시 고형 폐기물 및 탄소가 풍부한 산업 폐기물로 유기 물질을 포함한다 (예, 펄프 및 제지 산업이나 식품 가공) ^1. COM을 기반으로 리그 노 셀룰로오스 및 비 목질 원료 : 바이오 매스는 크게 두 가지 범주로 분류된다위치 특성. 비 목질 원료는 단백질, 탄수화물 및 지질 / 오일 ^4있는 동안 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스는 탄수화물과 리그닌으로 구성되어 있습니다. 지속 재배 및 ^{5,6 수확} 경우 육상 식물에서 파생 된 리그 노 셀룰로오스 원료는, 단지 현재의 액체 연료 (가솔린, 제트 연료, 디젤) 수요의 30 %를 만족시킬 수 있습니다. 재생....

프로토콜

1. 샘플 준비

1. 문헌 ^10,11 검색된 반응기 설계 및 실험 절차에 따른 조류 연속 흐름 HTL 통해 혼합 수성 / 유기 생성물 스트림을 생성한다.
2. 수상과 유기상에 제품 스트림을 분리하는 중력 분리기를 사용합니다.
3. GC-TOF-MS 분석 GC × 4 ° C로 유지 냉장고 0.45 μm의 주사기 필터를 사용하여 저장소 HTL 성상을 10 ml의 필터.

2. 악기 구성 요소

1. 쿼드 - 젯 듀얼 스테이지 냉각 기반 변조기 및 비행 시간 (TOF) 질량 분석 (MS)이 실험에 구비하는 가스 크로마토 그래피 (GC)를 사용한다.
2. GC에 각 시료 또는 표준의 1 μl를 주입 할 수있는 오토 샘플러를 구성합니다. 문헌 ^(13)에 설명 된대로 자동 샘플러 시퀀스에 대한 샘플 및 표준 주사의 무작위 블록 디자인을 사용합니다. randomi평탄화 블록 설계는 일반적으로 장비 동작 제어 정량적 연구에 사용된다. 우리 실험실은 기기 작동을 확인도 비교 연구에서 일상적으로 디자인을 사용합니다.
3. 변조기 전에 기자 기밀 커넥터를 사용하여 기본 및 보조 열을 연결합니다. 모두 기본 및 보조 열 양쪽 가장자리가 ....

결과

국가에 대해 검색하여 확인 된 화합물의 비극성 극성 ×는 그림에 표시됩니다의 열 조합으로 분석 조류 바이오 원유의 수성 부분에 대해 얻어진 총 이온 크로마토 그램 (TIC) 4. 체류 시간과 유사 또는 일치 계수 값 표준 기술 (NIST) 라이브러리 연구소는 표 1에 정리 하였다. 옥시 게 네이트는 AND (아세트산, 프로판 산, 부 탄산을 포함), 유기산 (예 cyclopenatanone, furanic 화합물 dianhydromannitol 등) HTL 조류 물 ^(34)에서 관찰되었다. 이러한 화학 물질은 HTL ⁽¹³⁾ 중 조류 탄수화물 부분의 분해로부터 형성 될 수있다. 네이트에 더하여, 성상 피리딘, 피라진, 아세트 아미드, 숙신이 미드 및 그 알킬 유도체 등의 질소 함유 화합물 (N-화합물)을 갖는다. 아마도, 이들 화합물은 보호.......

토론

결과는 명확 전에 시료 전처리 기술없이 조류 바이오 미정 수성 분획에 존재 극성 화합물 및 광 휘발를 해결 극성 × 비극성의 열 결합 능력을 나타낸다. 급격한 피크 테일링 유기산 및 N-화합물 비극성 × 극성 열의 조합을 사용하는 동안 관찰되었다. 이 피크 테일링은 초기 용출 빛 유기물에 대한 관찰되지 않았다. 장비를 확인하는 것은 (TOF-MS에서 진공 1.5 ml의 분 ^-1 GC 캐리어 가스 유량 2.7 × ^10-5 아빠 아래에 있었다) 누출이없는 경우이 문제가 재현되고있다. 꽉 눌러 커넥터 또는 데드 볼륨 경우에 문제가 발생했을 경우 동작은 크로마토 그램에 걸쳐 관찰 될 것이라는 냉 분사 유량이 과잉이 될 것으로 예상된다. 그러나 (그림에서 식별되지 않음)도 늦게 용출 화합물은 꼬리하지 않습니다. 그러므로, 우리는이 aque의 결과라고 결론OU에 샘플 주입 / 열 구성 조합입니다.

분할 비율은 분할 흐름 손실 양 대 열 입력 샘플의.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
GC &시간; GC– TOF/MS	Leco	PEG4D11DLN15	상업용 Pegasus 4D
ChromaTOF 버전 4.50	Leco		데이터 분석 소프트웨어
Rxi-5MS GC 컬럼	Restek	13420	2.3m 컬럼을 사용했습니다.
Stabilwax GC 컬럼	Restek	10626
HP-5 GC 컬럼	Agilent	19091J-416
Stabilwax GC 컬럼	Restek	15121
Presstight Connector	Restek	20430
GC 주입기 라이너	Restek	23305.5
GC 주입기 페룰	Agilent	5181-3323
붙지 않는 라이너 O-링	Agilent	5188-5365
트랜스퍼 라인 페룰	Restek	20212
에탄올	Sigma-Aldrich	459844	크로마토그래피 등급
아세톤	Sigma-Aldrich	414689	크로마토그래피 등급
아세트산	Sigma-Aldrich	320099	크로마토그래피 등급
2-부타논	Sigma-Aldrich	360473	크로마토그래피 등급
프로판산	Sigma-Aldrich	402907	크로마토그래피 등급
부탄산	Sigma-Aldrich	19215	크로마토그래피 등급
피리딘	Sigma-Aldrich	270970	크로마토그래피 등급
피라진	Sigma-Aldrich	65693	크로마토그래피 등급
아세트아미드	시그마-알드리치	695122	크로마토그래피 등급
2,5-피롤리디온	시그마-알드리치	S9381	크로마토그래피 등급
N-methylsoxynimide	시그마-알드리치	325384	크로마토그래피 등급
N-(2-hydroxyethyl)succinimide	시그마-Aldrich	444073	크로마토그래피 등급

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