Analysis of HC with Complementary Spectroscopic Methods

Význam tématu

Monitoring kvality paliv a maziv je klíčový pro optimalizaci provozních charakteristik motorů, prodloužení životnosti komponent, minimalizaci emisí škodlivin a dodržování regulačních norem. Komplexní přístup využívající molekulárních a elementárních metod spektroskopie umožňuje rychlé a spolehlivé zhodnocení chemického složení, degradačních procesů i kontaminantů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje kombinaci metod FTIR, UV-Vis-NIR, Ramanové spektroskopie a elementárních technik (EDX, AAS, ICP-AES/MS) pro analýzu biodieselu (FAME), degradaci maziv, obsah sazí v olejích a stanovení přidaných prvků a opotřebních kovů. Cílem je demonstrovat, jak jednotlivé metody přispívají k detailnímu chemickému profilu vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Analytické postupy zahrnovaly:

• ATR-FTIR pro kvantifikaci FAME v biodieselu přes absorpční pás C=O při 1747,8 cm-1 a hodnocení degradačních produktů maziv (O–H, C–O, C–N).
• FTIR měření sazí v motorovém oleji při 1850 cm-1 a následná kalibrace pomocí standardů.
• EDX-XRF (EDX-7000P) pro rychlou analýzu stopových kovů a příměsí v odpadních olejích (např. Ti, V, Cr, Ni, Cu, Zn, Pb).
• ICP-AES (ICPE-9820) pro stanovení 22 prvků v použitých a nových mazivech podle normy ASTM D5185, bez nutnosti přívodu kyslíku.

Hlavní výsledky a diskuse

• ATR-FTIR umožnila citlivé stanovení obsahu FAME s opakovatelností měření díky přesné optické dráze a snadnému čištění přípravku.
• Spektra FTIR odhalila nárůst indikátorů vlhkosti, oxidace a nitrace v opotřebených olejích.
• Stanovení sazí ukázalo lineární závislost absorpce při 1850 cm-1 na hmotnostním obsahu sazí.
• EDX-XRF přístroj poskytl rychlé a jednoduché vyhodnocení kovových příměsí s detekčními limity v řádu desítek ppm.
• ICP-AES potvrdila vysokou přesnost a reprodukovatelnost stanovení rozpuštěných kovů, jak pro nízké, tak vysoké koncentrace, bez potřeby inertní atmosféry.

Přínosy a praktické využití metody

Provozovny a laboratoře mohou díky uvedeným metodám provádět komplexní QA/QC kontrolu paliv a maziv s minimální přípravou vzorku. Kombinace FTIR a ICP-AES/XRF šetří čas i náklady, přičemž poskytuje robustní data pro rozhodování o výměně oleje, údržbě strojů a optimalizaci palivových směsí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší integrace hyphenovaných technik (např. GC-FTIR), implementace automatizovaných ATR modulů a pokročilá data miningová řešení založená na strojovém učení pro predikci životnosti maziv a emisi částic. Dále se otevírá prostor pro in situ a on-line monitoring průmyslových procesů.

Závěr

Prezentovaná studie ukazuje, že kombinace molekulárních a elementárních spektroskopických metod poskytuje komplexní a spolehlivý přístup k analýze paliv a maziv. FTIR nabízí rychlou molekulární charakterizaci, zatímco EDX-XRF a ICP-AES zajišťují detailní prvkovou analýzu. Celkově tato strategie přispívá k efektivnímu řízení kvality a provozní spolehlivosti.

Reference

• ASTM E2412: Standard Practice for FTIR Analysis of Used Lubricants
• ASTM D5185: Standard Test Method for Determination of Additive Elements, Wear Metals, and Contaminants in Used Lubricants by ICP-AES