使用Spectrum Two FT-IR光谱仪分析生物乙醇中的杂质

引言 ：伴随着可持续能源的全球性需求的增长，生物能源的应用不断增加。目前最主要的生物能源是生物柴油（通过植物与动物油和脂肪的酯基交换反应获得）和生物乙醇。生物乙醇一般通过糖、淀粉以及纤维素的发酵获得，这些原料来自于玉米、甘蔗、小麦和甜菜等各种农作物。发酵产物是包含乙醇和其他副产品的复杂混合物，需经过蒸馏将乙醇分离出来。乙醇的燃烧性能取决于其纯度。因此ASTM® D4806和EN 15376等国际标准对燃料乙醇中杂质的含量作出限制，并且规定了检测方法。目前规定使用的检测方法色谱和滴定方法，试验非常耗时， FT-IR等光谱技术所能提供的快速检测方法将是很有吸引力的替代方法。本报告的研究结果表明，Spectrum Two™ FT-IR光谱仪（图1）可以用于建立定量分析方法，其灵敏度可以满足甲醇、水、C3-C5醇和汽油变性剂的检测限要求，而且每个样品所需要的分析时间不到两分钟。

红外光谱测量使用PerkinElmer Spectrum Two™ FT-IR红外光谱仪，氟化钡窗口的0.1 mm液体流动池。流动池可以快速注入样品并排除废弃物，每个样品的分析时间约两分钟。结果和讨论图2所示为一些典型的样本红外光谱。由于光程比较长，乙醇的强吸收峰达到了饱和。在整个光谱区域都可以看到明显的杂质弱吸收峰。由于存在多种杂质，吸收峰发生重叠，难以使用单个吸收峰建立定量校正模型。使用Spectrum Quant+软件建立各种成分的交叉验证全光谱主成分回归（PCR）模型。使用软件的默认参数设置，不需要任何手动更改，即可获得很好的结果。

图3所示为交叉验证的结果。