Measuring Total Naphthalene Hydrocarbons in Aviation Fuels by UV-Vis Spectroscopy

Význam tématu

Analýza celkového obsahu naftalenu v leteckých palivech je klíčová pro posouzení jejich spalovacích vlastností, účinku na životní prostředí a kvality motorového provozu. Naphthaleny, i když tvoří jen malou část objemu paliva, významně ovlivňují tvorbu sazí, kouře a emisí při nedokonalém spalování. Rychlá a spolehlivá metodika pro jejich kvantifikaci proto přispívá k bezpečnosti, efektivitě a ekologické udržitelnosti leteckého průmyslu.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem bylo ověřit použití UV-Vis spektroskopie pro kvalitativní a kvantitativní stanovení celkového obsahu naphthalenů v tříech vzorcích leteckého paliva Jet A-1. Studie popisuje celý pracovní postup od přípravy vzorků, měření spekter až po vestavěné výpočty koncentrací a generování výsledných reportů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly zředěny ve spektroskopické isooktanové matrici a měřeny v křemenných kyvetách o optické dráze 10 mm. Fotometrická měření pořizoval Agilent Cary 3500 Multicell UV-Vis spektrofotometr s modulem pro současné měření až 7 kyvet a řízením teploty. Softwarové prostředí Agilent Cary UV Workstation v1.6 zajišťovalo sběr spekter v rozsahu 240–350 nm, průměrovací dobu 0,1 s, šířku pásma 1 nm a krok 1 nm. Implementované kalkulace (absorbance při 285 nm, hmotnostní a objemové procento naphthalenů) byly definovány přímo v sekvenci měření.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny tři vzorky vykázaly absorbanci na 285 nm mezi 0,27 a 0,38 Abs, což odpovídalo objemovému obsahu naphthalenů 1,00–1,36 %.

• Opakovatelnost (n=20) pro každý vzorek: relativní rozptyl stanovení ±0,18–0,21 % obj.
• Reprodukovatelnost mezi dvěma operátory: rozptyl ±0,24–0,29 % obj.
• Standardní odchylky absorbancí ve výsledcích potvrzují velmi vysokou stabilitu měření.

Vestavěné výpočty a generování PDF reportu odstranily potřebu externích výpočtů, čímž se výrazně zrychlil a zjednodušil analytický tok.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou, jednorámcovou analýzu bez potřeby složité přípravy chromatografických separací.
• Vysokou přesnost a reprodukovatelnost vhodnou pro laboratorní QA/QC i průběžné kontroly kvality paliv.
• Integrované reporty a automatické výpočty pro snadnou dokumentaci výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření využití UV-Vis spektroskopie pro širší škálu polycyklických aromatických uhlovodíků v palivech. Dalším krokem může být automatizace přípravy vzorků a implementace pokročilých datových analýz (strojové učení, prediktivní modely) pro rychlé odhalení abnormálních profilů paliva. Integrace s online monitorovacími systémy by umožnila nepřetržité sledování kvality paliva v provozu.

Závěr

Agilent Cary 3500 UV-Vis s Cary UV Workstation v1.6 představuje robustní, rychlou a přesnou metodu pro stanovení celkového obsahu naphthalenů v leteckých palivech. Díky integrovaným kalkulacím, vestavěným reportům a vynikající preciznosti je vhodná pro rutinní i výzkumné účely v oblasti palivové analytiky.

Reference

1. Mckee R. H.; Adenuga M. D.; Carrillo J.-C. Characterization of the Toxicological Hazards of Hydrocarbon Solvents. Critical Reviews in Toxicology 2015, 45(4), 273–365.
2. Batterman S.; Chin J.-Y.; Jia C.; Godwin C.; Parker E.; Robins T.; Max P.; Lewis T. Sources, Concentrations and Risks of Naphthalene in Indoor and Outdoor Air. Indoor Air 2012, 22(4), 266–278.
3. ASTM International. ASTM D1840-24 Standard Test Method for Naphthalene Hydrocarbons in Aviation Turbine Fuels by Ultraviolet Spectrophotometry. 2024.
4. Yeh C.-K. et al. Emission Characteristics of Naphthalene from Ship Exhausts Under Global Sulfur Cap. Science of The Total Environment 2023, 902.