Найден экологичный способ определить состав бензина

Ученые предложили определять состав бензина, регистрируя свечение (люминесценцию) специальных сенсоров, реагирующих на компоненты нефтепродуктов. Такой метод соответствует принципам «зеленой» химии.

Стоимость проведения одного анализа по предложенной технологии уменьшается кратно. Поэтому новый подход станет выгодной и экологичной альтернативой методу жидкостной хроматографии, считают ученые.

Бензин содержит несколько десятков видов ароматических соединений — органических веществ с углеродным кольцом. По их составу определяется марка этого нефтепродукта — например, АИ-92, АИ-95, АИ-98. Октановое число отражает, насколько плавно сгорает топливо и насколько низка вероятность его самовоспламенения.

Как правило, чем больше ароматических соединений, тем выше октановое число и тем лучше сгорает бензин. Если же ароматических соединений в составе бензина слишком много, то он склонен к образованию нагара. Последний приводит к быстрому износу двигателя.

Сегодня для определения состава бензина используется высокоэффективная жидкостная хроматография. В трубку, заполненную сорбентом, наливают бензин, смешанный с растворителем. Сорбент представляет собой высушенный гель из кремниевых кислот.

Проходя по трубке, бензин разделяется на фракции, так как разные вещества протекают через сорбент с разной скоростью. В качестве растворителей обычно используются токсичные и пожароопасные вещества, такие как гексан, хлористый метилен или ацетонитрил.

Поэтому ученые из Ивановского химико-технологического университета и Тихоокеанского университета (Хабаровск) предложили использовать для анализа вещество-люминофор. Его свечение зависит от содержания отдельных компонентов бензинов.

Это соединение авторы получили, смешав пиррол и бензальдегид. Первый представляет собой органическое соединение в виде кольца из атомов углерода и азота. Бензальдегид – это углеродное кольцо с кислородом и некоторыми другими атомами.

Исследователи добавили люминофор в бензин, предварительно измерив его плотность и вязкость. Затем полученный образец поместили в спектрофлуориметр. Это прибор, который считывает длину волны и интенсивность свечения сенсора. С его помощью оценивают количество ароматических компонентов в светлых нефтепродуктах.

Химический состав такого же образца определили с помощью стандартного метода жидкостной хроматографии. Оказалось, что с помощью новых люминофоров можно определить содержание ароматических соединений в образце с погрешностью не более 3%.

Ученым удалось установить связь между количеством ароматических соединений, вязкостью и интенсивностью флуоресценции. Чем больше в бензине содержалось ароматических соединений, тем выше была ее вязкость и сильнее свечение.

Подсчитано, что предприятие, использующее для определения состава бензина высокоэффективную жидкостную хроматографию, производит 30 литров токсичных отходов в год. Разработанный способ требует только одного грамма вредных для окружающей среды реагентов на 9000 анализов.

«Планируем доработать соединения-люминофоры, чтобы обеспечить большую чувствительность и меньшую погрешность в определении количества ароматических соединений», - рассказывает доктор химических наук, профессор Тихоокеанского госуниверситета Юрий МАРФИН.

«Благодаря нашему исследованию на предприятиях можно будет перейти к более удобным в эксплуатации сенсорным материалам, в том числе многоразовым, - добавил он. - А за счет совмещения нескольких люминофоров мы сможем расширить перечень детектируемых веществ в образцах».

Новым методом заинтересовался Ивановский химический завод.

ИА «Девон»