紫外光谱法测定生物柴油中游离甘油含量.doc

紫外光谱法测定生物柴油中游离甘油含量周秀娟 陈云锋 徐福生海油碧路（南通）碧路生物能源蛋白饲料有限公司摘要：建立了紫外分光光度计法测定生物柴油中游离甘油含量的方法。本方法通过对生物柴油中的甘油进行过氧化，生成乙醛，再加入乙酰丙酮与生成的乙醛反应,通过紫外分光光度计在414nm波长处测定生成的黄色化合物的量计算样品中甘油含量。该方法简单、快速、经济。验证实验和实际样品检测实验表明：该方法精密度高、准确度好，是一种可行的替代方法。关键词：生物柴油 游离甘油测定 紫外分光光度计生物柴油中游离甘油含量是生物柴油产品质量的重要指标之一，游离甘油含量高低将直接影响生物柴油品质和使用性能1。在国内生物柴油标准中均规定了游离甘油含量的要求，如我国国标GB/T 20828-20072和欧洲标准EN14214-20033,都要求游离甘油含量不大于0.020%，测试方法分别采用美国标准ASTM D6854-004和欧洲标准EN14105-20035。这两种方法都是使用气相色谱法仪对生物柴油中游离甘油测定。气相色谱法用于已知物质的测定，借助标准物具有极高的准确性，但由于生物柴油成分复杂，特别是其中含有多种甘油酯成分为其定性和定量带来了很大的困难。国内，郭萍梅等人采用高碘酸钠冷氧化法6对生物柴油中游离甘油进行测定，该方法与气相色谱法相比，通用性虽有所提高，但该方法步骤相对较复杂。作为国内大型的生物柴油生产企业，海油碧路公司积极对生物柴油中甘油含量的测定方法开展研究，总结出了一套准确、通用、简便的测定方法紫外光谱法测定生物柴油中游离甘油含量。1. 原料与方法1.1原料1) 生物柴油样品：均为不同批次棉籽油、菜籽油、酸化油为原料自制生物柴油，指标满足欧洲标准EN14214:2003的要求。2) 无甘油生物柴油：将生物柴油多次水洗后，在-0.1MPa、80对生物柴油搅拌减压蒸馏以除去其中的水分。确保其中无甘油成分。3) 甘油：sigma-aldrich，99%。1.2试剂1) pH=5.5醋酸铵醋酸缓冲溶液：将1.6mol/L醋酸溶液和4.0mol/L醋酸铵溶液等体积混合。2) 0.2mol/L乙酰丙酮溶液：在10mL容量中加入约200L乙酰丙酮溶液，并用pH=5.5醋酸铵醋酸缓冲溶液稀释至刻度。限当天使用。3) 0.01mol/L高碘酸钠溶液：在10mL容量中加入约21mg高碘酸钠，并用pH=5.5醋酸铵醋酸缓冲溶液稀释至刻度,并使其充分溶解。限当天使用。4) 乙醇溶液：50%。5) 3mg/L甘油标准溶液：准确称取1500.1mg甘油于50mL容量瓶，并用50%乙醇溶液稀释至刻度。6) 0.03mg/L甘油标准溶液：准确1mL3mg/L甘油标准溶液于100mL容量瓶，并用50%乙醇溶液稀释至刻度。仅当天使用。以上所用试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。1.3主要仪器紫外分光光度计（岛津UV1800型）。1.4实验原理利用水相溶剂定量萃取生物柴油中的游离甘油，并向萃取液中加入高碘酸钠使其与游离甘油发生过氧化反应生成甲醛。甲醛再过量铵盐存在下，与乙酰丙酮生成黄色化合物，该有色物质在414nm波长处有最大吸收。有色物质在3h内吸光度基本不变。化学反应式为：1.5实验方法1.5.1 标准曲线的绘制取熟支10mL具塞刻度试管，分别加入0.00、0.50、1.00、1.50和2.00mL0.036mg/mL的甘油溶液，用50%乙醇溶液分别吸收至2mL后，向溶液中加入1.2mL0.01mol/L的高碘酸钠溶液并摇动30秒。再向溶液中加入1.2mL0.2mol/L乙酰丙酮溶液，摇匀后将刻度试管置于602的水浴中加热10分钟，取出冷却。用10mm比色皿，在波长414nm处，测定吸光度，并绘制曲线。根据上述方法所绘制甘油浓度对应吸光度的标准曲线如图2所示，相关系数为0.99。1.5.2样品分析准确称取1g生物柴油样品（精确至0.1mg）溶于10mL具塞刻度中，向试管中加入石油醚和50%乙醇溶液的各4mL。盖紧塞子，并置于涡旋振荡器，强力震荡5分钟。然后将溶液利用离心机进行离心，取0.5mL下层液于10mL具塞刻度中，用50%乙醇溶液分别吸收至2mL后，向溶液中加入1.2mL0.01mol/L的高碘酸钠溶液并摇动30秒。再向溶液中加入1.2mL0.2mol/L乙酰丙酮溶液，摇匀后将刻度试管置于602的水浴中加热10分钟，取出冷却。用10mm比色皿，在波长414nm处，测定吸光度，参比溶液为为加萃取液的实验空白。2. 结果与讨论2.1验证实验为了验证该方法是否适用于生物柴油中游离甘油的测定，取五个加入了不同含量游离甘油的生物柴油样品，进行回归实验。对于每一组样品均进行3次平行实验，取平均值作为测试结果。实验数据结果统计如表1。表1 回收率实验生物柴油样品号12345游离甘油含量%（理论值）0.00470.00690.00920.01420.0205游离甘油含量%（测定值）0.00470.00670.00850.01310.0192回收率（%）10097929293%RSD1.63.75.54.13.3从上面的结果中，我们可以看出，所测结果与理论值基本一致，回收率均也令人满意；标准偏差最大为5.5%，能够满足测试要求。3.2生物柴油样品中甘油含量的测定分别取菜籽油生物柴油、棉籽油生物柴油、酸化油生物柴油各一个样品，首先按照EN14105:2003的方法，采用冷柱头进样气相色谱法对其中游离甘油进行检测。然后再用本文所述的紫外光谱法对样品进行检测，每个样品进行3次平行实验，根据相对平均偏差，考察方法的重复性，通过平均值与气相色谱法的标准差考察该方法的准确性。实验和统计结果如表2所示：表2 生物柴油样品中游离甘油含量的测定1#生物柴油2#生物柴油3#生物柴油测试方法生物柴油原料菜籽油棉籽油酸化油游离甘油含量（%）0.01500.02400.0120EN14105:2003游离甘油测定值（%）0.01550.02500.0129按本文方法%RSD4.32.84.0SD（%）1.62.03.6从上述统计结果中，我们可以看出，对于三种样品分别进行平行实验的相对标准偏差分别为4.3%、2.8%、4.0%，表明该方法重复性好，该方法测得结果与气相色谱法测定的结果对应相对平均偏差分别为1.6%、2.0%和3.6%，表明该方法所测结果与气相色谱法测得的结果相差较小，该方法可以替代气相色谱法。3. 结论本文研究并建立了紫外光谱法测定生物柴油中游离甘油含量的方法。通过实验证明，该方法重复性好，准确度高，操作简便、快速，可以替代气相色谱法，对生物柴油的生产和质量控制具有指导意义。Determination of free glycerol in biodiesel by UV spectrophotometricAbstract: An UV spectrophotometric method for determination of free glycerol in biodiesel was built up.This procedure based on periodate oxidation of glycerol, leading to preparation of formaldehyde, on reaction with acetylacetone and on spectrophotometric measurement at 414nm is illustrated. This method is simple, quick and economic. Data related to recovery tests and analyses of real samples are shown: The method with high precision, and good accuracy is a viable alternative method.Key words: Biodiesel; determination of free glycerin; UV spectrophotometric 参考文献：1 黄庆德，黄凤洪，郭萍梅.生物柴油生产技术及其开发意义J.粮食与油脂，2002,(9):8-10.2 GB/T 20828-2007, 柴油机燃料调和用生物柴油(BD100) 国家标准S.3 EN14214-2003, Automotive fuels-Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines-Requirements and test methodsS.4 ASTM D6854-00, Test method for determination of free and total glycerine in B-100biodieselmeth