הפרויקט SBO &quot;Bioleum&quot; (IWT-SBO 130,039) נתמך על ידי המכון לקידום חדשנות באמצעות מדע וטכנולוגיה באזור הפלמי (IWT) ואת &#39;מימון לטווח ארוך מבנית Methusalem ידי הממשלה הפלמית &quot;מוכרים.

זהירות: יש להתייעץ גיליונות נתוני בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) של כל התרכובות לפני השימוש. נהלי בטיחות המתאימים מומלצים. פתרונות ודוגמאות צריכים להיות מוכנים למכסת מנוע הקטר, תוך שימוש בציוד מגן אישי. שיטה המומלצת רמז שימוש משקפי מגן, כפפות מעבדת הגנה, חלוק, מכנסיים באורך מלאים, ונעליים סגורות. הכור צריך להיות אטום כמו שצריך כמו המגיבים כמה ומוצרים התגובה יכולה להיות בחריפות רעילים ומסרטנים. 1. מנותק GC × ניתוח GC-NCD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדוגמא הכנה עבור GC מחובר × ניתוח GC <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר 2-chloropyridine כסטנדרט פנימי. ודא כי הריכוז של התקן הפנימי במדגם המוכן נמצא בטווח של ריכוזי תרכובות המכילים חנקן נוכחת התערובת המנותחת. הריכוז של התקן הפנימי חייב להיות לפחות עשר פעמים גבוהות יותר מאשר o גבול הגילוי.ו NCD. יתר הריכוז של התקן הפנימי לא צריך להיות יותר מ גבוה פי שניים מאשר הריכוז של מתחם החנקן עם הריכוז הגבוה ביותר במדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן ולשקול שתי צלוחיות זכוכית באמצעות איזון אנליטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 20.498 מ&quot;ג של 2-chloropyridine אל הבקבוקון הראשון באמצעות איזון אנליטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרה את האיזון עם הבקבוקון הראשון ולהוסיף 1024.287 מ&quot;ג מדגם נפט מפצלי שמן. בעדינות מערבבים את תוכן הבקבוקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר 23.369 מ&quot;ג של התערובת המוכנה לתוך בקבוקון שני ולהוסיף 435.195 מ&quot;ג של מדגם נפט מפצלי שמן המקורי. הריכוז המתקבל של התקן הפנימי במדגם הוא כ -1,000 ppmw. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> GC × תנאי ניתוח ותפעולי GC-NCD <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את הניתוח באמצעות GC × GC מצויד CO נוזל קירור כפול בשלב 2 אפנן 45. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המימד הלא קוטבי colu הראשוןmn (PONA, 50 מ &#39;L × מזהה 0.25 מ&quot;מ × f 0.5 מיקרומטר ד) ישירות בעמודה באמצע הקוטב הממד השני (BPX-50, 2 מ&#39; L × מזהה 0.25 מ&quot;מ × f 0.25 מיקרומטר ד). החל את GC × תנאי הפעלת GC מותאמים לצורך זיהוי של חנקן המכיל תרכובות נפט מפצלי שמן, עם הפרמטרים המוצגים בלוח 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להזריק את המדגם באמצעות סמפלר האוטומטי, עם ההגדרות כאמורות בטבלה המשלימה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור NCD, להגדיר את הספיקות בשעה 5 ו -11 מיליליטר דקות -1 עבור H 2 O ו -2 בהתאמה, תוך שמירה על הטמפרטורה הצורבת ב 1,198 ק השתמש נתוני רכישה בשיעור של 100 הרץ. הגדרות הגלאים מוצגות בלוח 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיבוד מחדש של תוצאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע רכישת נתונים באמצעות מערכת נתונים עבור NCD. לייצא את הנתונים הגולמיים לקובץ .cdf וייבוא ​​לתוך התוכנה האנליטית (למשל, GCתמונה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנת אנליטיים כדי לבנות את העלילה תאר, כדי לקבוע את פעמי השמירה, ולבצע אינטגרציה ראויה ולא בועת שיא לפי פרוטוקולי תוכנה. זהה כל בועה כמתחמת של קבוצת חנקן ספציפית עם מספר פחמן ספציפי. הערה: אות תגובת NCD היא 6,46,47,48 equimolar, ומכאן הליך כימות של תרכובות המכילים חנקן במדגם הוא פשוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את הריכוז של תרכובות שזוהו באמצעות המשוואה הבאה: <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq1.jpg" /> איפה אני V ו- V רח הם כרכי השיא של התרכובת המכיל חנקן אני ואת התקן הפנימי בהתאמה. W st הוא הריכוז של מתחם התקן הפנימי, N i הוא מספר אטומי חנקן במתחם i, M i ו- M st </sub&gt; הם ההמונים הטוחנים של החנקן המכיל תרכובות של התקן החנקן הפנימי בהתאמה 6. </li></ol></li></ol> 2. אונליין ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יחידת פיצוח מפעל פיילוט קיטור הערה: קרקר קיטור מפעל הפיילוט מורכב משלושה חלקים: בחלק להאכיל, הקטע תנור / הכור בסעיף הניתוח. היחידה מוסברת בפירוט במקום אחר 18,49,50,51. תיאור סכמטי של ההתקנה ניתן למצוא המידע הנוסף. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך הניסויים, כמו heptane מוזן באמצעות משאבת רוטרי מבוקרת מחשב על ידי קביעת flowrate באמצעות הבקר הלוגי המתוכן (PLC), להציג פירידין לקטע הסעת כור על ידי קביעת המהירות הידנית של משאבת הבוכנה. Diluent בשימוש תלוי מטרת הבדיקה וניתן לשינוי. בהתאם לדרישות של הניסוי, השתמש בקרי גז dilutio הליום וחנקןn, ולהסדיר את תדירות משאבת האכלת מי דילול קיטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני קטע התגובה של הכבשן, להתאדות ומערבבי זינה בשני בנפרד אזורים מחוממים להישמר בטמפרטורה של 773 K. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להטיל פרופיל טמפרטורה לכור בקוטר Incoloy 800HT 12.4 מ &#39;אורך ו -9 מ&quot;מ הפנימי על ידי קביעת הטמפרטורה בחמשת האזורים המחוממים באמצעות PLC. ניסויים שונים עם משתנים התנאים התהליך יכול להתבצע. השתמש בתהליך התנאים מיושמים לבצע בדיקות שיטה כפי שמתואר בטבלה 2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתודולוגיה ניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מנתח גז זיקוק (RGA) מצויד בשלושה גלאים עובדים על ערוצים הקביל על מנת לזהות תרכובות רבות ככל האפשר. שני TCD של וחדר FID לאפשר זיהוי של CO, CO 2, H 2, ופחמימנים עד ארבעה אטומי פחמן, באמצעות שלוש עמודות שונות להפרדה את תוצרי התגובה. הגדרת RGA היא יחסי ציבורesented בטבלה 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור GC × להגדיר קופצים GC, להשתמש PONA קוטבי (50 מ &#39;L × מזהה 0.25 מ&quot;מ × f 0.5 מיקרומטר ד) עמודה המימד הראשון וכן ל מ אמצע הקוטב BPX-50 (2 × 0.15 מ&quot;מ מזהה 0.15 מיקרומטר ד ו) × טור בממד השני. ודא כי הטמפרטורה בתנור יכול להיות הוריד ל 233 K על ידי תוספת של חנקן נוזלי בתוך התנור GC. השתמש GC × הגדרות GC מתפרסמים בלוח 4 עבור ניתוחי אונליין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי יינון השפעת אלקטרוני TOF-MS הוא 70 eV, ומתח גלאי 1,700 V על ידי הגדרת הערכים אלה בתוכנה. בנוסף להגדיר את תדירות הרכישה עד 30 ספקטרה / sec במגוון המוני של 15-400 האמו באותה התוכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור NCD, להגדיר ספיקות ידניות 5 ו -11 מיליליטר דקות -1 עבור H 2 O ו -2 בהתאמה, תוך השמירה על הטמפרטורה הצורבת ב 1,198 ק שיעור רכישת הנתונים צריך להיות 100 הרץ. </li> &lt;li&gt; עבור FID H 2, אוויר ו- N 2 (איפור גז) ספיקות הם בהתאמה 35, 350 ו -35 מ&quot;ל דקות -1. ודא שטמפרטורת FID מוגדרת 573 K עם נתוני רכישה בשיעור של 100 הרץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוכל לדגום את השפכים של מפעל טייס on-line, כלומר, במהלך מבצע מפעל פיילוט, ואת בטמפרטורה גבוהה (673 - 773 K). השתמש במערכת דגימה מבוססת שסתום, מיקומו של הדגימה זמן בתנור ב 573 K, ראה איור 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובבו את שסתום 6 יציאות 2-way פנאומטי לתפקיד שמוצג באיור 1 א באמצעות PLC, שטוף את הלולאה מדגם עבור 2 דקות לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את שסתום 6 יציאות 2-way פנאומטי לתפקיד שמוצג באיור 1b באמצעות PLC, מדגם גזים מן הלולאה המדגמת מתבצע עם הליום והזריק על GC שנבחר × GC. שמור את השסתום במצב ההזרקה במשך 20 שניות. סובבו את שסתום 6 יציאות 2-way פנאומטי למקומם שמוצג באיור 1 א. </li> &lt;/ Ol&gt; </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בנוסף תקן פנימי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 2-chloropyridine כסטנדרט פנימי עבור NCD מנתח. הסכום הציג של המתחם הזה תלוי מטרת הניסוי (הערכים שמודגמים טבלה 2). כדי להוסיף 2-chloropyridine בדיוק אחיד, לפזר את המתחם ב n-הקסאן (ערכים שמודגם טבלה 2) ועדין ומערבבים את התערובת לאחר ההכנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף את 2-chloropyridine התקן הפנימי רציף על ידי שאיבת התערובת המוכנה דרך קו העברת נימים, אשר ממוקם במרכז נחל המוצר לפני מערכת הדגימה. לשם כך משתמש במשאבת peristaltic ולשמור על יציבת קצב זרימה (ערכים מצוינים בטבלה 2). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת נתונים וכימות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוכש את הנתונים המתקבלים עם TOF-MS, ולהשתמש התוצאות עבור זיהוי מוצר וביסוס retentiעל פי של תוצרי התגובה. רכישת עיבוד מחדש של הנתונים המתקבלים FID הוא בדומה להליך להחיל עיבוד מחדש של התוצאות שנאספו באמצעות NCD, כמוסבר בסעיף 1.3.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב מחדש את תשואות המוצר באמצעות תקן פנימי 18. הצג סכום קבוע של חנקן (N 2) ברציפות לזרם המוצר ולהשתמש בו כמתחם התייחסות כפי שמוצג באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את הנתונים שהתקבלו על כלי נגינה שונים. החל הגורמים הכיול עבור כל מתחם התלוי הגלאי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את גורם הכיול מתאן 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג תגובה גורמת ביחס מתאן גזים קבעו לזיהוי על RGA ידי כיול. ודא כי עבור כל התרכובות העיקריות שזוהו על GC × GC הגורמים תגובה היחסית נקבעים על ידי כיול. עבור מוצרים קלים לשימוש גורמי כיול FID שדווחו על ידי דיאץ 52. אם גורמי מענה acompound אינם זמינים, לחשב ערכים בשיטת התרומה לקבוצה שפיתחה Dierickx et al. 53. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מתאן פונקציות כסטנדרט משני פנימי, וריכוז שלה הוא זקוק כדי לקבוע את ריכוזי מבוסס על הפסגות של GC × הכרומתוגרמה GC-FID. לכן לקבוע את קצב הזרימה ההמונית מתאן באמצעות משוואה 2: <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq2.jpg" /> איפה, F CH4 ו- f N2 הם הגורמים כיול של מתאן וחנקן על TCD בהתאמה. CH4 ו- A N2 הם אזורים השיא שהושגו במהלך ניתוח, בעוד <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq3.jpg" /> הוא קצב זרימת מסת החנקן מתווסף זרם השפכים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע כימות של מוצרים המכילים חנקן ידי החלת הנוהל מוסבר בסעיף 1.3.3. </li></ol></li></ol&gt;

The authors have nothing to disclose.

הפרוצדורות תארו אפשרו מקיפות מוצלח off-line ו on-line זיהוי וכימות של תרכובות המכילים חנקן בדגימות שנבדקו. הפרדת חנקן המכילים תרכובות בשמן פצלי הושג באמצעות GC × GC-NCD, כפי שמוצג באיור 3. מאז NCD לא יכול לשמש לזיהוי, פעמים השמירה של מינים שנצפו צורך הוקמה מראש על ידי ביצוע ניתוחים על GC × GC מצמיד את TOF-MS, מבוסס על הנוהל המפורט של אופטימיזציה flowrate הגז המובילה לגבי כל שיטת זיהוי 18,54. הסתגלות ספיקה מובילה פעמי שמירה דומות של תרכובות על chromatograms שהושג באמצעות 18 גלאים שונים. בנוסף פעמי שמירת TOF-MS הוקמו, נתונים בספרות ומדדי שמירת Kovats שמשו לצורך זיהוי סופי של תרכובות. כדי לאפשר quantif מדויקication של תרכובות פרט, התקן הפנימי צריך להיבחר בצורה כזאת כי חפיפת שיא עם פסגות מ תרכובות אחרות במדגם הוא נמנעה. החלטת bidimensional צריכה להיות גבוה מ -1.5 15. מדידות חוזרות להראות כי NCD יש ± ודאות 3% עבור ריכוזים גבוהים יותר מ -100 ppmw. אי הוודאות מגדילה עד ± 10% כמו הריכוז של החנקן המכיל תרכובות יורד רק כמה ppmw 6. במקום שני בשלב המוקד הועבר אל גילוי on-line של תרכובות חנקן מטריקס פחמימנים בשפע. דוגמאות של קולחי הכור נלקחו לעבר עיבוי מניעת טמפרטורה גבוה של מולקולות עם משקל מולקולרי גבוהה מ -128 Da 18. השילוב של עמודות גז כרומטוגרפיה מאפשר פרדה של מוצרים המבוססים על הבדלים בתנודתיות המתחמות בממד הראשון ועל סמך ההבדלים הקוטביים הספציפי של תרכובותבמימד השני. לפיכך מערכת מקיפה באמת היא הוקמה. אף על פי כן תרכובות נדיפות ביותר נוכח הקולחים הכור לא יכול להיות לכוד וממוקדת מחדש על ידי אפנון קריוגני CO 2. ראשית המוצרים פירוליזה של heptane עם 1.0 WT.% של פירידין נותחו באמצעות GC × GC-TOF-MS, המאפשר זיהוי של מוצרים שהושגו. כיול של גלאי MS מוצג להיות תלויים מאוד על פרמטרי כוונון 55, ומכאן, באמצעות סוג זה של גלאי כימות הוא מייגע יכול לתת ודאות משמעותית. הליום נבחר diluent עבור הבדיקות, מזעור רעשי רקע על הגלאי במהלך ניתוח. בשנות ה אטומי חנקן הכור השפכים מורכבים משולבים בכמה מבנים ארומטיים. הפרדת תרכובות המכילות חנקן אלה הייתה אפשרית בעמודת הממד השנייה מאז הקוטביות שלהם היא גבוהה בהשוואת המוצרים שהושגו אחרים, כפי שמוצגים באיור4a. יתר על כן הליך הניסוי פתח יושם כימותי מוצר באמצעות FID, ראה איור 4 ב. עבודת ניסיוני הציגה ממחישה כי האפיון מפורט מוצר אפשרי בשיטה זו. יתר על כן, באותו הליך ייושמו מחקרי מעקב של תגובות פירוליזה של תרכובות המכילות חנקן. כימות של התרכובות הרעולות פנים על ידי מטריקס פחמימנים היא אתגר רק באמצעות FID, במיוחד כאשר המטריצה ​​הופכת למורכבת יותר ויותר. אפנון של פסגות המקביל ל תרכובות עם נקודת רתיחה כי הוא נמוך יותר מאשר 313 K אינו אפשרי באמצעות אפנן 2 CO. משמעות הדבר היא כי פסגות חנקן המכילים תרכובות עם חפיפה נקודת רתיחה נמוכה עם מטריקס פחמימנים על הכרומתוגרמה FID. כתוצאה מכך היישום של NCD יכול להיחשב שיפור ניכר. Detec המינימום נקבע באופן ניסיונירמת tion של 1.5 PGN / sec שהושג באמצעות תערובת התייחסות 56 נותנת אינדיקציה שזה אפשרי להתחקות אפילו לדקה וריכוזי ppb של תרכובות המכילים חנקן בדגימות המנותחות. בניגוד גלאי NPD, NCD נותנת תשובה equimolar וזה אינו מושפע באופן משמעותי על ידי מטריקס 57,58. עם זאת, כימות של תרכובות המכילות חנקן זוהה על ידי NCD דורש מציגה תקן פנימי אל השפכים הכור. לכן השיטה נבדקה באמצעות 2-chloropyridine כתקן הפנימי כמו המתחם הזה לא נוצר במהלך פירוליזה וזה אינו חופף עם מוצרים המכילים חנקן על הכרומתוגרמה NCD (ראה איור 6). ההתקן הפנימי ובכך מקיים את המבחן לקיים החלטת bidimensional שיא העולה על 1.5. השגיאה הניסיונית היחסית שהושגה - פחות מ-% 3 שהושג בתנאי nonreactive - ממחישה את הדיוק ומהימנות של ספידod. ההליך אותו להחיל כימות של מוצרים המכילים חנקן שפכי פיצוח קיטור הביא להתאוששות חנקן של 98.5% בניתוח. טווח יישום השיטה אפשר להרחיב עוד יותר על ידי שיפור כוח ההפרדה באמצעות אפנן זרימת הפרש 59 עבור GC × GC, מה שמאפשר גם פרדה דו-ממדית של החומרים נדיפים ביותר. העבודה המתוארת מדגימה את הדיוק, דירות ויכולת שחזור של מתודולוגיה כימות on-line של מוצרים המכילים חנקן מטריקס פחמימנים בשפע. כוחה ההפרדה הגבוה של GC × GC בשילוב עם גלאי סלקטיבי רגישים הולך באופן משמעותי מעבר למצב הנוכחי של האמנות, וכתוצאה מכך גילוי מפורט יותר וכימות.

העתודות של נפט גולמי מתוק אור מצמצמות בהדרגה, ולכן, משאבי מאובנים חלופיים נבחנים לשמש בתעשיית האנרגיה והפטרוכימיה. בנוסף, מקורות אנרגיה מתחדשים כגון שמנים ביו המיוצר על ידי מהיר פירוליזה של ביומסה הופכים משאבים אטרקטיבי יותר של דלקים מבוססי ביו וכימיקלים. אף על פי כן, נפט גולמי כבד היא בחירה ראשונה הגיונית, כי עתודות הנפט המוכחות הגדולות בקנדה ונצואלה 1-3. אלה האחרונים להיות מוכרים בתור עתודות הנפט גולמי הגדולות בעולם והרכבן דומה להרכב ביטומן הטבעי. בדומה-שמני ביו, נפט גולמי כבד נבדלי נפט גולמי אור על ידי הצמיגות הגבוהה שלהם בטמפרטורות מאגר, צפיפות גבוהה (כבידת API נמוכה), ותכנים משמעותיים של חנקן, חמצן, תרכובות המכילות גופרית 4,5. חלופת מבטיחה נוספת היא נפט מפצלי שמן, נגזר נפט מפצלי שמן. פצלי שמן הוא con סלע משקע פרטניkerogen taining, תערובת של תרכובות כימיות אורגניות עם מסה טוחנת גבוהה ככל 1,000 Da 6. Kerogen יכול להכיל חמצן אורגני, חנקן וגופרית במטריצה ​​פחמימנים; בהתאם לתנאי מוצא, גיל, ואת החילוץ. שיטות אפיון עולמיות הראו כי ריכוז heteroatoms (S, O ו- N) ב פצלי שמן ושמנים גולמיים כבדים הוא בדרך כלל גבוה יותר באופן משמעותי מאשר המפרטים להגדיר עבור המוצרים המשמשים למשל התעשייה הפטרוכימית 6. זה מתועד היטב כי תרכובות המכילים חנקן נוכח נפט גולמי קונבנציונלי כבד נפט מפצלי שמן יש השפעה שלילית על פעילות זרז hydrocracking, פיצוח קטליטי רפורמת תהליכי 7. בדומה לכך, זה כבר דווח כי נוכחות של תרכובות המכילות חנקן הם דאגה הבטיחות משום שהם לקדם היווצרות מסטיק the-box קר של קרקר קיטור 8. עיבוד ובטיחות אלה challenges הם נהג חזק כדי לשפר את השיטות הקיימות off-line ו on-line אפיון של חנקן המכילים תרכובות מטריצות פחמימנים מורכבים. גז כרומטוגרפיה דו מימדי (GC × GC) בשילוב עם גלאי chemiluminescence חנקן (NCD) היא טכניקה אפיון מעולה לעומת חד ממדי גז כרומטוגרפיה (GC) לניתוח דיזלים קונבנציונאלי או דגימות פחם נוזלי 7. לאחרונה שיטה פותחה ויושמה האפיון המחובר תוכן החנקן פצל שמן 6, זיהוי של תרכובות חנקן חילוץ נוכחות תזקיקי ביניים 9, וקביעת הרכב המפורט של שמן פירוליזה פסול פלסטיק 10. מכאן ברור כי GC × ניתוח GC הוא טכניקת עיבוד מחוברת עצמה לניתוח תערובות מורכבות 11-17. עם זאת, על-קו היישום הוא אתגר גדול יותר בשל הצורך אמיןnd הלא להפלות מתודולוגיה הדגימה. אחד מתודולוגיות הראשונים שפותחו לאפיון על-קו מקיף הודגם על ידי ניתוח שפכי כור פיצוח קיטור באמצעות TOF-MS ו FID 18. אופטימיזציה של הגדרות GC ו מערך עמודה מתאים מופעלים ניתוח של דגימות מורכבות פחמימנים החלו את מתאן פחמימנים polyaromatic (PAHs) 18. העבודה הנוכחית לוקחת שיטה זו לרמה חדשה על ידי הרחבת אותו זיהוי וכימות של תרכובות חנקן נוכחות התערובות פחמימנים המורכבות. שיטה כזו היא בין היתר על מנת לשפר את ההבנה הבסיסית של התפקיד התרכובות הללו לשחק בכמה תהליכים ויישומים. למיטב ידיעת המחברים, מידע בדבר קינטיקה של תהליכי הגיור של תרכובות המכילות חנקן הוא 19 נדירים, בין היתר בשל היעדר שיטה נאותה לזהות ולכמת תרכובת חנקן המכילהים בשפכי הכור. הקמת מתודולוגיה מחוברת ועל שורת המנתח היא אפוא תנאים הכרחיים לפני אחד יכול אפילו לנסות זינת שחזור 20-27 ודגימת קינטית. אחד התחומים אשר ירוויחו זיהוי וכימות מדויק של תרכובות המכילות חנקן הוא פיצוח או פירוליזה קיטור. ביו מאובנים כבדים הזנות עבור פיצוח קיטור או כורי פירוליזה מכילים אלף פחמימנים ותרכובות המכילות heteroatoms. יתר על כן, בשל המורכבות של ההזנה ואת הטבע המהפכני של הכימיה המתרחשים, עשרות אלף תגובות יכולים להתרחש בין אלף מינים של רדיקלים חופשיים 28, מה שהופך את שפכי הכור אפילו יותר מורכב מאשר החומר המוצא. בשנת תערובות פחמימנים חנקן קיים בעיקר מבנים ארומטיים, למשל, כפי פירידין או פירול; ומכאן מאמצים הניסיוניים ביותר הוקדשו הפירוק של אלה structures. ציאניד ethyne מימן דווחו מוצרים עיקריים עבור הפירוק התרמי של פירידין למד בתחום טמפרטורות של 1,148-1,323 מוצרי ק אחרים כגון ארומטיים מלחים ידיפו גם התגלו כמויות קטין 29. הפירוק התרמי של פירול נחקר בתוך טווח טמפרטורות רחב יותר של 1,050-1,450 K באמצעות ניסויי גל הלם. המוצרים העיקריים היו 3-butenenitrile, ציס וטרנס 2-butenenitrile, ציאניד המימן, אצטוניטריל, 2-propenenitrile, propanenitrile, ו propiolonitrile 30. בנוסף ניסויי צינור הלם תרמי פירוק בוצעו פירידין בטמפרטורות גבוהות וכתוצאה מכך ספקטרום מוצר דומה 31,32. תשואות מוצרים במחקרים אלה נקבעו על ידי יישום מאובזר של GC עם FID, גלאי זרחן חנקן (NPD) 31, ספקטרומטר מסה (MS) 32 ו התמרת אינפרא אדום (FTIR) ספקטרומטר 32 </sup&gt;. במתודולוגיה דומה ליישום FID ואת NPD יושמה לנתח את המוצרים פירוליזה נפט מפצלי שמן בכור זרימה רציפה 8. באמצעות מלכודת קרה 273.15 K ו- GC-MS, וינקלר et al. 33 הראה כי במהלך פירוליזה פירידין heteroatom המכיל תרכובות ארומטיות נוצר. ג&#39;אנג et al. 34 ו Debono et al. 35 יישם את השיטה של וינקלר et al. ללימוד פירוליזה של פסולת אורגנית. מוצרי התגובה העשירים בחנקן נותחו על-קו, באמצעות GC מצמיד את גלאי מוליכות תרמית (TCD) 34. המלחים שנאספו נותחו מחובר באמצעות GC-MS 34,35. פירוליזה סימולטני של טולואן פירידין הראה הבדל נטייה להיווצרות פיח לעומת פירוליזה פירידין, המציין את האופי המורכב של תגובות הרדיקלים החופשיים 31,36. אחד מתודולוגיות אנליטיות המקיפות ביותר פותח על ידי NAthan ועמיתים לעבודה 37. הם השתמשו FTIR, תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ו- GC-MS לניתוח מוצרי פירוק של פירידין ו diazine ו תהודה מגנטית אלקטרונית (EPR) ספקטרוסקופיה לאיתור מינים של רדיקלים חופשיים. ניתוח FTIR יכול להיות גישה יעילה מאוד לזיהוי של מגוון גדול של מוצרים, אפילו PAHs 38-40, זאת כימות הוא מאוד מאתגר. כיול דורש סט מלא של ספקטרום אינפרא אדום בריכוזים שונים עבור כל מין יעד בטמפרטורה ספציפית ולחץ 41. מחקר שנערך לאחרונה של הונג et al. מדגים את האפשרויות של שימוש ספקטרומטריית מסה מולקולרי קורה (MBMS) ו photoionization אולטרה סגול ואקום סינכרוטרון מתכונן לקביעת מוצרי ביניים במהלך פירוק פירול ו פירידין 42,43. שיטה ניסיונית זו מאפשרת זיהוי סלקטיבית של ביניים isomeric וזיהוי-הסף ליד של רדיקלים ללא inflicting הפיצול של מינים ניתחו 44. עם זאת, חוסר הוודאות על ריכוזי נמדד באמצעות MBMS ניתוח הוא גם משמעותי. בעבודה זו, הראשונה תוצאות האפיון המקיפות המחוברות של נפט מפצלי שמן המורכבות מדווחות. בשלב הבא, את המגבלות של שימוש GC on-line × GC-TOF-MS / FID לניתוח של תרכובות חנקן במטריצה ​​פחמימנים מורכבת נידונות. לבסוף, המתודולוגיה החדש שפותח עבור כימות on-line של חנקן המכילים תרכובות ידי GC × GC-NCD מודגם. הניתוח האיכותי של מוצרים בוצע באמצעות TOF-MS, בעוד FID ו NCD שימשו כימות. היישום של NCD מהווה שיפור משמעותי לעומת באמצעות FID בגלל הסלקטיביות שלה גבוהה, גבול גילוי נמוך ותגובת equimolar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Chloropyridine, 99%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C69802</td>
			<td>Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shale oil</td>
			<td>Origin Colorado, US</td>
			<td>Piceance Basin in 
			Colorado, USA</td>
			<td>Toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyridine, 99.8%</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>270970</td>
			<td>Highly toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Dioxide, industrial grade refrigerated liquid</td>
			<td>PRAXAIR</td>
			<td>CDINDLB0D</td>
			<td>Wear safety gloves and glasses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helium, 99.99%</td>
			<td>PRAXAIR</td>
			<td>6.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen, 99.95%</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>695A-49</td>
			<td>Flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>905A-49+</td>
			<td>Flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>365A-49X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>765A-49</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane, 95+%</td>
			<td>Chemlab</td>
			<td>CL00.0803.9025</td>
			<td>Toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heptane, 99+%</td>
			<td>Chemlab</td>
			<td>CL00.0805.9025</td>
			<td>Toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen, industrial grade refrigerated liquid</td>
			<td>PRAXAIR</td>
			<td>P0271L50S2A001</td>
			<td>Wear safety gloves and glasses</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autosampler</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>AI/AS 3000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High temperature 6 port/2 position valve</td>
			<td>Valco Instruments Company Incorporated</td>
			<td>SSACGUWT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas chromatograph</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>Trace GC ultra</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rafinery Gas Analyzer</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>KAV00309</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rtx-1-PONA column</td>
			<td>Restek Pure Chromatography</td>
			<td>10195-146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BPX-50 column</td>
			<td>SGE Analytical science</td>
			<td>54741</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TOF-MS</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>Tempus Plus 1.4 SR1 Finnigan</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NCD</td>
			<td>Agilent Technologgies</td>
			<td>NCD 255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chrom-card</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>HyperChrom 2.4.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xcalibur software</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>1.4 SR1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chrom-card software</td>
			<td>Thermo Scientific, Interscience</td>
			<td>HyperChrom 2.7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GC image software</td>
			<td>Zoex Corporation</td>
			<td>GC image 2.3</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

on-line analysis of nitrogen containing compounds in complex hydrocarbon matrixes

המעבר לשמנים כבדים גולמיים ואת השימוש במשאבים מאובנים חלופיים כגון פצלי שמן הם אתגר לתעשייה הפטרוכימית. רכב שמנים כבדים גולמיים שמני פצלי משתנה בהתאם באופן משמעותי על מוצאם של התערובת. בפרט שהם מכילים כמות מוגברת של חנקן המכיל תרכובות לעומת הנפט הגולמי המתוק כמקובל בשימוש. כמו תרכובות חנקן להשפיע על הפעלת תהליכים תרמיים המתרחשים ביחידות קוקר וקרקרים ואדים כמו כמה מינים נחשבים לסביבה מסוכנת, ניתוח מפורט של התגובות היו מעורבים תרכובות המכילות חנקן בתנאים פירוליזה מספק מידע רב ערך. לכן שיטה חדשה פותחה ומאומתת עם זינה המכיל תוכן חנקן גבוה, כלומר, פצלי שמן. ראשית, את ההזנה התאפיינה מחובר על ידי גז כרומטוגרפיה מקיף דו מימדי (GC × GC) בשילוב עם nitrגלאי chemiluminescence עוגן (NCD). במקום שני בשלב שיטת ניתוח on-line פותח ונבדקה על מפעל פיילוט פיצוח קיטור על ידי האכלת פירידין מומס heptane. הראשונה מסבירה תרכובת נציג באחת הכיתות הנפוצות ביותר של תרכובות נוכח נפט מפצלי שמן. רכב שפכי הכור נקבע באמצעות מערכת דגימה בתוך הבית שפותחה אוטומטית ואחריו הזרקה מיידית של המדגם על GC × GC מצמיד עם ספקטרומטר מסת זמן של טיסה (TOF-MS), גלאי יינון להבה (FID ) ו NCD. שיטה חדשה לניתוח כמותי של תרכובות המכילות חנקן באמצעות NCD ו -2-chloropyridine כסטנדרט פנימי הפותח והפגינה.

Watch this Scientific Journal Video about On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes at JoVE.com

On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

שיטה המשלבת כרומטוגרפיה גז דו-מימדי מקיף עם זיהוי chemiluminescence חנקן פותחה ויושמה ניתוח on-line של תרכובות המכילות חנקן במטריצה ​​פחמימנים מורכבים.

ניתוח אונליין של חנקן המכיל תרכובות ב מטריצות פחמימן Complex

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

on-line-analysis-nitrogen-containing-compounds-complex-hydrocarbon

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

10.6K Views.  Ghent University.  שיטה המשלבת כרומטוגרפיה גז דו-מימדי מקיף עם זיהוי chemiluminescence חנקן פותחה ויושמה ניתוח on-line של תרכובות המכילות חנקן במטריצה ​​פחמימנים מורכבים. 

Video: On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

Improved In-gel Reductive &#946;-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of biological samples. Similar approaches, that would allow in-depth analysis of the glycans carried by glycoproteins resolved by SDS-PAGE, require special considerations in order to maximize recovery and sensitivity when using mass spectrometry (MS) as the detection method. A major hurdle to be overcome in achieving high-quality data is the removal of gel-derived contaminants that interfere with MS analysis. The sample workflow presented here is robust, efficient, and eliminates the need for in-line HPLC clean-up prior to MS. Gel pieces containing target proteins are washed in acetonitrile, water, and ethyl acetate to remove contaminants, including polymeric acrylamide fragments. O-linked glycans are released from target proteins by in-gel reductive &#946;-elimination and recovered through robust, simple clean-up procedures. An advantage of this workflow is that it improves sensitivity for detecting and characterizing sulfated glycans. These procedures produce an efficient separation of sulfated permethylated glycans from non-sulfated (sialylated and neutral) permethylated glycans by a rapid phase-partition prior to MS analysis, and thereby enhance glycomic and sulfoglycomic analyses of glycoproteins resolved by SDS-PAGE.

In order to comprehensively explore the diversity of O-linked glycans, a new procedure for in-gel reductive &#946;-elimination, combined with permethylation and a rapid phase-partition method, is applied to the analysis of O-linked glycans directly released from glycoproteins resolved by SDS-PAGE and amenable to subsequent glycomic analysis by mass spectrometry.

השתפר בג&#39;ל Sulfo-glycomics β-ביעור עבור מקיף O צמוד וReductive ידי ספקטרומטריית מסה

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of ...

Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The analysis of volatile and oxidation sensitive compounds by mass spectrometry is not easily achieved, as all state-of-the-art mass spectrometric methods require at least one sample preparation step, e.g., dissolution and dilution of the analyte (electrospray ionization), co-crystallization of the analyte with a matrix compound (matrix-assisted laser desorption/ionization), or transfer of the prepared samples into the ionization source of the mass spectrometer, to be conducted under atmospheric conditions. Here, the use of a sample inlet system is described which enables the analysis of volatile metal organyls, silanes, and phosphanes using a sector field mass spectrometer equipped with an electron impact ionization source. All sample preparation steps and the sample introduction into the ion source of the mass spectrometer take place either under air-free conditions or under vacuum, enabling the analysis of compounds highly susceptible to oxidation. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes, which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique. The principle of operation is presented in this video.

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique.

ניתוח של תרכובות נדיפות רגישות וחמצון באמצעות מערכת קרה מפרצון ואלקטרוני השפעה המוני ספקטרומטריית

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The ...

Reductive Electropolymerization of a Vinyl-containing Poly-pyridyl Complex on Glassy Carbon and Fluorine-doped Tin Oxide Electrodes

Controllable electrode surface modification is important in a number of fields, especially those with solar fuels applications. Electropolymerization is one surface modification technique that electrodeposits a polymeric film at the surface of an electrode by utilizing an applied potential to initiate the polymerization of substrates in the Helmholtz layer. This useful technique was first established by a Murray-Meyer collaboration at the University of North Carolina at Chapel Hill in the early 1980s and utilized to study numerous physical phenomena of films containing inorganic complexes as the monomeric substrate. Here, we highlight a procedure for coating electrodes with an inorganic complex by performing reductive electropolymerization of the vinyl-containing poly-pyridyl complex onto glassy carbon and fluorine doped tin oxide coated electrodes. Recommendations on electrochemical cell configurations and troubleshooting procedures are included. Although not explicitly described here, oxidative electropolymerization of pyrrole-containing compounds follows similar procedures to vinyl-based reductive electropolymerization but are far less sensitive to oxygen and water.

A procedure for performing reductive electropolymerization of vinyl-containing compounds onto glassy carbon and fluorine doped tin-oxide coated electrodes is presented. Recommendations on electrochemical cell configurations and troubleshooting procedures are included. Although not explicitly described here, oxidative electropolymerization of pyrrole-containing compounds follows similar procedures to vinyl-based reductive electropolymerization.

Electropolymerization המצמצם של קומפלקס פולי-pyridyl המכיל ויניל עליו מזוגג פחמן וטין אוקסיד אלקטרודות מסוממת-פלואור

Controllable electrode surface modification is important in a number of fields, especially those with solar fuels applications. Electropolymerization is ...

Supercritical Nitrogen Processing for the Purification of Reactive Porous Materials

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. Herein, nitrogen is presented as a novel supercritical drying fluid for specialized applications such as in the processing of reactive porous materials, where carbon dioxide and other fluids are not appropriate due to their higher chemical reactivity. Nitrogen exhibits similar physical properties in the near-critical region of its phase diagram as compared to carbon dioxide: a widely tunable density up to ~1 g ml-1, modest critical pressure (3.4 MPa), and small molecular diameter of ~3.6 &#197;. The key to achieving a high solvation power of nitrogen is to apply a processing temperature in the range of 80-150 K, where the density of nitrogen is an order of magnitude higher than at similar pressures near ambient temperature. The detailed solvation properties of nitrogen, and especially its selectivity, across a wide range of common target species of extraction still require further investigation. Herein we describe a protocol for the supercritical nitrogen processing of porous magnesium borohydride.

Nitrogen is an effective supercritical fluid for extraction or drying processes due to its small molecular size, high density in the near-liquid supercritical regime, and chemical inertness. We present a supercritical nitrogen drying protocol for the purification treatment of reactive, porous materials.

עיבוד חנקן סופר קריטי עבור הטיהור של חומרים נקבוביים ריאקטיבי

Supercritical fluid extraction and drying methods are well established in numerous applications for the synthesis and processing of porous materials. ...

A Direct, Early Stage Guanidinylation Protocol for the Synthesis of Complex Aminoguanidine-containing Natural Products

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important structural element found in many complex natural products and pharmaceuticals. Owing to the continual discovery of new guanidine-containing natural products and designed small molecules, rapid and efficient guanidinylation methods are of keen interest to synthetic and medicinal organic chemists. Because the nucleophilicity and basicity of guanidines can affect subsequent chemical transformations, traditional, indirect guanidinylation is typically pursued. Indirect methods commonly employ multiple protection steps involving a latent amine precursor, such as an azide, phthalimide, or carbamate. By circumventing these circuitous methods and employing a direct guanidinylation reaction early in the synthetic sequence, it was possible to forge the linear terminal guanidine containing backbone of clavatadine A to realize a short and streamlined synthesis of this potent factor XIa inhibitor. In practice, guanidine hydrochloride is elaborated with a carefully constructed protecting array that is optimized to survive the synthetic steps to come. In the preparation of clavatadine A, direct guanidinylation of a commercially available diamine eliminated two unnecessary steps from its synthesis. Coupled with the wide variety of known guanidine protecting groups, direct guanidinylation evinces a succinct and efficient practicality inherent to methods that find a home in a synthetic chemist&#39;s toolbox.

Here, we present a protocol for direct, early stage guanidinylation that enables rapid total synthesis of aminoguanidine-containing small organic molecules. An advanced synthetic intermediate used in the synthesis of a blood coagulation factor XIa inhibitor was prepared using this protocol.

ישיר, בשלבים מוקדמים Guanidinylation פרוטוקול לסינתזה של מוצרים טבעיים Aminoguanidine המכיל קומפלקס

The guanidine functional group, displayed most prominently in the amino acid arginine, one of the fundamental building blocks of life, is an important ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as Ru(II), Pt(II), and Rh(III). The compound, named as a water-soluble metal-organic complex array (WSMOCA), is obtained through 1) the conventional solution-chemistry-based preparation of the corresponding metal complex monomers having a 9-fluorenylmethyloxycarbonyl (Fmoc)-protected amino acid moiety and 2) their sequential coupling together with other water-soluble organic building units on the surface-functionalized polymeric resin by following the procedures originally developed for the solid-phase synthesis of polypeptides, with proper modifications. Traces of reactions determined by mass spectrometric analysis at the representative coupling steps in stage 2 confirm the selective construction of a predetermined sequence of metal centers along with the peptide backbone. The WSMOCA cleaved from the resin at the end of stage 2 has a certain level of solubility in aqueous media dependent on the pH value and/or salt content, which is useful for the purification of the compound.

A potential general method for the synthesis of water-soluble multimetallic peptidic arrays containing a predetermined sequence of metal centers is presented.

סינתזה של מערך מורכב מתכת-אורגנית נמס במים

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental exposure in a non-invasive manner. In this work, we present a protocol to characterize the exhaled VOCs in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry (Sec-nanoESI-HRMS). The homemade Sec-nanoESI source was readily set up based on a commercial nanoESI source. Hundreds of peaks were observed in the background-subtracted mass spectra of exhaled breath, and the mass accuracy values are -4.0-13.5 ppm and -20.3-1.3 ppm in the positive and negative ion detection modes, respectively. The peaks were assigned with accurate elemental composition according to the accurate mass and isotopic pattern. Less than 30 s is used for one exhalation measurement, and it takes approximately 7 min for six replicated measurements.

A protocol for characterizing chemical composition of exhaled breath in real time by using secondary nanoelectrospray ionization coupled to high resolution mass spectrometry is demonstrated.

אנליזת נשימה בזמן אמת באמצעות Nanoelectrospray משני יינון מצמידים ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) and fluorocarbon oil (perfluoro-n-octane, PFO) in aqueous surfactant (sodium dodecylsulfate, SDS) solutions. Since fluorocarbon oils are immiscible with hydrocarbon oils, the two oils are separated. Emulsions are prepared by stirring styrene/PFO/aqueous SDS solution mixtures at 80 &#176;C. The type of emulsions and the morphology of droplets in the emulsions are observed by light microscope and scanning confocal fluorescence microscope. It is found that oil droplets with Janus-type morphologies consisting of mutually immiscible styrene and PFO are formed in aqueous SDS solutions. Polystyrene particles are fabricated by radical polymerization of the ternary mixtures of styrene/PFO/aqueous SDS solution at 80 &#176;C. The morphologies of the polystyrene are confirmed by scanning electron microscopy and scanning transmission electron microscopy observations. These observations show the preparation of hollow polystyrene particles with a single hole on the surface. To our knowledge, this method is a novel strategy using the immiscibility of hydrocarbon and fluorocarbon oils. The hollow particles can also be applied to the preparation of microcapsules.

A protocol for the fabrication of hollow polymer particles and microcapsules by radical polymerization using emulsions consisting of styrene, perfluoro-n-octane, and aqueous SDS (sodium dodecylsulfate) solution is presented.

הכנה של חלקיקים פוליסטירן חלול מהמיקרו קפסולות מאת פלמור הרדיקלית של ג'אנוס טיפות של פחמימנים, שמנים Fluorocarbon

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Negative Additive Manufacturing of Complex Shaped Boron Carbides

Boron carbide (B4C) is one of the hardest materials in existence. However, this attractive property also limits its machineability into complex shapes for high wear, high hardness, and lightweight material applications such as armors. To overcome this challenge, negative additive manufacturing (AM) is employed to produce complex geometries of boron carbides at various length scales. Negative AM first involves gelcasting a suspension into a 3D-printed plastic mold. The mold is then dissolved away, leaving behind a green body as a negative copy. Resorcinol-formaldehyde (RF) is used as a novel gelling agent because unlike traditional hydrogels, there is little to no shrinkage, which allows for extremely complex molds to be used. Furthermore, this gelling agent can be pyrolyzed to leave behind ~50 wt% carbon, which is a highly effective sintering aid for B4C. Due to this highly homogenous distribution of in situ carbon within the B4C matrix, less than 2% porosity can be achieved after sintering. This protocol highlights in detail the methodology for creating near fully dense boron carbide parts with highly complex geometries.

A method called negative additive manufacturing is used to produce near fully dense complex shaped boron carbide parts of various length scales. This technique is possible via the formulation of a novel suspension involving resorcinol-formaldehyde as a unique gelling agent that leaves behind a homogenous carbon sintering aid after pyrolysis.

הייצור מוספים שלילי של קומפלקס בצורת Carbides בורון

Boron carbide (B4C) is one of the hardest materials in existence. However, this attractive property also limits its machineability into complex shapes for ...

Molten-Salt Synthesis of Complex Metal Oxide Nanoparticles

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. Here, we introduce the molten-salt synthesis (MSS) method for making metal oxide nanomaterials. Advantages over other methods include its simplicity, greenness, reliability, scalability, and generalizability. Using pyrochlore lanthanum hafnium oxide (La2Hf2O7) as a representative, we describe the MSS protocol for the successful synthesis of complex metal oxide nanoparticles (NPs). Furthermore, this method has the unique ability to produce NPs with different material features by changing various synthesis parameters such as pH, temperature, duration, and post-annealing. By fine-tuning these parameters, we are able to synthesize highly uniform, non-agglomerated, and highly crystalline NPs. As a specific example, we vary the particle size of the La2Hf2O7&#160;NPs by changing the concentration of the ammonium hydroxide solution used in the MSS process, which allows us to further explore the effect of particle size on various properties. It is expected that the MSS method will become a more popular synthesis method for nanomaterials and more widely employed in the nanoscience and nanotechnology community in the upcoming years.

Here, we demonstrate a unique, relatively low-temperature, molten-salt synthesis method for preparing uniform complex metal oxide lanthanum hafnate nanoparticles.

מלח מותכת סינתזה של חלקיקי תחמוצת מתכת מורכבים

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. ...