Hier präsentieren wir ein Protokoll, um die Verfälschung von Diesel mit Kerosin mit Teststreifen beschichtet mit einer fluoreszierenden Viskosität Sonde zusammen mit einer Smartphone-basierte Analyse-System zu erkennen.
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Methodenartikel
Fluoreszierende Papierstreifen zur Detektion von Diesel Verfälschung mit Smartphone auslesen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Drei fluoreszierende molekulare Rotoren von 4-Dimethylamino-4-Nitrostilbene (4-DNS) wurden für ihre mögliche Verwendung untersucht, wie Viskosität Sonden, um den Inhalt des Kerosin in Diesel/Kerosin Mischungen, eine weit verbreitete Aktivität, äußerstenfalls Kraftstoff zeigen. In Lösungsmittel mit niedriger Viskosität deaktivieren die Farbstoffe schnell über eine so genannte verdrehten intramolekulare Transfer Ladezustand, effizient abschrecken der Fluoreszenz. Messungen der Diesel/Kerosin Mischungen zeigten eine gute lineare Korrelation zwischen dem Rückgang der Fluoreszenz und die Erhöhung des Anteils von dünnflüssiger Kerosin in Diesel/Kerosin Mischungen. Immobilisierung des hydroxy Derivative 4-DNS-OH in Zellstoffpapier ergab Teststreifen, die die Fluoreszenz-Anzeige Verhalten beizubehalten. Kombination der Streifen mit einem Lesegerät basiert auf einem Smartphone und eine controlling app erlaubt einen einfaches Feldtest erstellen. Die Methode erkennt zuverlässig das Vorhandensein von Kerosin Diesel von 7 bis 100 %, Outperformance gegenüber heutige Standardmethoden für Diesel Verfälschung.
Einleitung
Kraftstoff-Verfälschung ist ein ernstes Problem in vielen verschiedenen Teilen der Welt, einfach aufgrund der enormen Bedeutung des Kraftstoffs als Energiequelle. Laufendem Motor gepanschten Sprit reduziert ihre Leistung, führt zu früheren Motorschaden und Umweltverschmutzung1beinhaltet. Erhöht, so dassX Emissionen auftreten, wenn Diesel mit Kerosin verfälscht ist enthält, in der Regel einen höheren Anteil an Schwefel2,3. Obwohl das Problem seit Jahrzehnten existiert, ist nachhaltige Brennelemente, die solche Straftaten an seinen Ausgangspunkt deckt immer noch selten, weil ei....
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Protokoll
(1) Fluoreszenz-Farbstoffen (Abbildung 1A)
- Kauf im Handel erhältlichen 4-DNS und 4-DNS-OH.
Hinweis: 4-DNS-COOH ist nicht im Handel erhältlich und ist bereit, aus 4-DNS-OH wie im folgenden beschrieben. - Legen Sie 50 mg (0,16 Mmol) von 2-[Ethyl [4-[2-(4-Nitrophenyl) Ethenyl] Phenyl] amino] Ethanol, 2 mg (0,016 Mmol) 4-Dimethylaminopyridine und 19,2 mg (0.192 Mmol) Bernsteinsäure Anhydrid in ein 10 mL runden unteren Kolben.
- Auflösen der Reagenzien in 2 mL trockenem Dichlormethan unter Argon-Atmosphäre.
- Fügen Sie 11,6 µL (0,08 Mmol) Triethylamin und lassen Sie die Mischung für 20 h zu reagieren.
- Überwachen Sie die Reakti....
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Ergebnisse
Die drei Strukturen der zwei kommerzielle Farbstoffe 4-DNS- und 4-DNS-OH und synthetisierte Dye 4-DNS-COOH enthalten ein Stilben Kernelement ersetzt mit einem Spender (-NR2) und ein Akzeptor (-2) Gruppe an beiden Enden, das zentrale doppelte Bindung darstellen das Scharnier des so genannten molekularen Rotors (Abbildung 1A). Die Strukturen unterscheiden sich in der Aminogruppe Substitution Muster mit kurzen Alkylgruppen für 4-DNS, zwei e.......
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Diskussion
Eine fluoreszierende Sonde, basierend auf einem molekularen Rotors Farbstoff, die empfindlich auf Viskositäten im Bereich von den gemessenen für Diesel und seine verschiedenen Mischungen mit Kerosin, wurde zur einfachen und effizienten Teststreifen zum Nachweis von Diesel-Kraftstoff-Verfälschung zu erhalten. Die Emissionsintensität 4-DNS bei 550 nm in verschiedenen Diesel/Kerosin Mischungen korreliert mit einer Verringerung der Viskosität steigt der Anteil von Kerosin. Bei einer Temperatur von 24 ° C, für bis zu 100 % ve.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Danksagungen
Die Autoren möchten die BAM für eine Finanzierung durch den Fokusbereich Analytical Sciences bestätigen: https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 4-Dimethylamino-4-nitrostilben (CAS-Nummer: 2844-15-7) | Sigma-Aldrich | 39255 | 4-DNS-Farbstoff |
| 2-[ethyl[4-[2-(4-nitrophenyl)ethenyl]phenyl]amino]ethanol (CAS-Nummer: 122258-56-4) | Sigma-Aldrich | 518565 | 4-DNS-OH-Farbstoff |
| Whatman qualitatives Filterpapier, Grade 1 | Sigma-Aldrich | Z274852 | Teststreifen unterstützen |
| Whatman anwendungsspezifischer Filter, mit Aktivkohle beladenes Papier, | Sigma-Aldrich | WHA1872047 | Sorte 72 Filter für die Kraftstoffvorbehandlung |
| Wiederverwendbare Inline-Filterhalter von Pall, Edelstahl, Durchm. 47 mm | Sigma-Aldrich | Z268453 | Halter für Vorbehandlungsfilter |
| (3-Aminopropyl)triethoxysilan | Sigma-Aldrich | 919-30-2 | APTES |
| 4-(Dimethylamino)pyridin | Sigma-Aldrich | 1122-58-3 | DMAP |
| Bernsteinsäureanhydrid | Sigma-Aldrich | 108-30-5 | |
| Triethylamin | Sigma-Aldrich | 121-44-8 | Et3N |
| N,N'-dicyclohexylcarbodiimid | Sigma-Aldrich | 538-75-0 | DCC |
| Stuart Tube Rotatoren | Cole-Parmer | SB3 | Rotator |
| FreeCAD | freecadweb.org-Freeware | - 3D Design | |
| Ultimaker Cura | Ultimaker-Freeware | - 3D Druck | |
| Android Studio | Google-Freeware | - App Programmierung | |
| Renkforce SuperSoft OTG-Spiegel Micro-USB Kabel 0,15 m | Conrad.de | 1359890 - 62 | Smartphone Setup Elektronikteil |
| Schwarz Kabel Schalter 1 x Aus / Ein | Conrad.de | 1371835 - 62 | Smartphone Setup Elektronisches Teil |
| Carbon Film Resistor 100 Ω | Conrad.de | 1417639 - 62 | Smartphone Setup elektronisches Teil |
| 492 nm Blockierkante BrightLine Kurzpassfilter | Semrock | FF01-492/SP-25 | Filteranregung |
| 550/49 nm BrightLine Single-Band-Bandpassfilter | Semrock | FF01-550/49-25 | Filter Emission |
| & Oslash; 1/2" ungefasster N-BK7 Diffusor aus Mattglas, Körnung 220 | Thorlabs | DG05-220 | Diffusor |
| Anregung LED 465 nm, 9 cd, 20 mA, ± 15°, 5 mm klares Epoxidharz | Roithner | RLS-B465 LED-Anregung |
Referenzen
- Mattheou, L., Zannikos, F., Schinas, P., Karavalakis, G., Karonis, D., Stournas, S. Impact of Using Adulterated Automotive Diesel on the Exhaust Emissions of a Stationary Diesel Engine. Global NEST Journal. 8 (3), 291-296 (2006).
- Gawande, A. P., Kaware, J. P. Fuel Adulteration Consequences in India : A Review. Scientific Reviews and Chemical ....
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Nachdrucke und Genehmigungen
