Smartphone के साथ डीजल अपमिश्रण का पता लगाने के लिए फ्लोरोसेंट कागज स्ट्रिप्स पढ़ें-आउट
Summary
यहां, हम एक smartphone आधारित विश्लेषण प्रणाली के साथ एक फ्लोरोसेंट चिपचिपापन जांच के साथ लेपित परीक्षण स्ट्रिप्स का उपयोग कर केरोसिन के साथ डीजल के अपमिश्रण का पता लगाने के लिए एक प्रोटोकॉल पेश करते हैं ।
Abstract
4-dimethylamino-4-nitrostilbene (4-डीएनएस) के तीन फ्लोरोसेंट आणविक रोटर डीजल में केरोसिन की सामग्री का संकेत करने के लिए चिपचिपापन जांच के रूप में अपने संभावित उपयोग के लिए जांच की गई/केरोसिन मिश्रणों, ईंधन मिलावट करने के लिए एक व्यापक प्रसार गतिविधि । कम चिपचिपापन के साथ सॉल्वैंट्स में, रंजक तेजी से एक तथाकथित मुड़ intramolecular चार्ज हस्तांतरण राज्य के माध्यम से निष्क्रिय, कुशलतापूर्वक प्रतिदीप्ति शमन । डीजल/मिट्टी के तेल मिश्रणों की माप प्रतिदीप्ति में कमी और डीजल/केरोसिन मिश्रणों में कम चिपचिपा केरोसिन के अंश की वृद्धि के बीच एक अच्छा रैखिक संबंध का पता चला । hydroxy व्युत्पंन 4 के स्थिरीकरण-डीएनएस-अरे में फाइबर कागज परीक्षण स्ट्रिप्स कि फ्लोरोसेंट सूचक व्यवहार की रक्षा की उपज । एक smartphone और एक नियंत्रण एप्लिकेशन पर आधारित एक रीडर के साथ स्ट्रिप्स के संयोजन के लिए एक सरल क्षेत्र परीक्षण बनाने की अनुमति दी । विधि मज़बूती से डीजल में केरोसिन की उपस्थिति का पता लगा सकते हैं 7 से १००%, डीजल अपमिश्रण के लिए वर्तमान मानक तरीकों को निष्पादित करना.
Introduction
ईंधन अपमिश्रण दुनिया के कई विभिंन भागों में एक गंभीर समस्या है, बस एक ऊर्जा स्रोत के रूप में ईंधन की भारी प्रासंगिकता के कारण । मिलावटी ईंधन पर इंजन रनिंग उनके प्रदर्शन को कम कर देता है, पहले इंजन की विफलता की ओर जाता है और पर्यावरण प्रदूषण1पर जोर देती है । वृद्धि हुई तोएक्स उत्सर्जन अगर डीजल मिट्टी के तेल कि आमतौर पर सल्फर2,3की एक उच्च राशि शामिल है के साथ मिलावटी है । हालांकि समस्या दशकों के लिए मौजूद है, टिकाऊ ईंधन प्रबंधन है कि मूल के अपने बिंदु पर ऐसी आपराधिक गतिविधि को उजागर अभी भी दुर्लभ है, क्योंकि ईंधन अपमिश्रण के लिए सरल और विश्वसनीय परीक्षण मोटे तौर पर4कमी है । प्रयोगशाला में काफी प्रगति के बावजूद पिछले दशकों में खनिज तेल विश्लेषण आधारित5,6,7, पर साइट मापन के लिए दृष्टिकोण अभी भी दुर्लभ हैं । प्रयोगशाला के बाहर उपयोग के लिए विभिंन तरीकों हाल ही में तैयार किया गया है, फाइबर प्रकाशिकी8, क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर9 या mechano-क्रोमिक सामग्री10का उपयोग कर । हालांकि वे पारंपरिक तरीकों, मजबूत, उपयोगकर्ता के अनुकूल और पोर्टेबल तरीकों की खामियों से कुछ दूर अभी भी काफी हद तक कमी कर रहे हैं । आणविक रोटर के आधार पर फ्लोरोसेंट चिपचिपापन जांच एक दिलचस्प विकल्प11,12हैं, क्योंकि खनिज तेलों हाइड्रोकार्बन की एक महान विविधता है कि श्रृंखला की लंबाई और cyclicity में अलग शामिल हैं, अक्सर जा रहा है विभिंन viscosities में प्रतिबिंबित । क्योंकि ईंधन विशिष्ट नेतृत्व यौगिकों के बिना जटिल मिश्रण है अनुरेखक के रूप में कार्य करने के लिए, चिपचिपापन या ध्रुवीकरण की तरह एक macroscopic संपत्ति के परिवर्तन की माप बहुत आशाजनक लगता है । बाद फ्लोरोसेंट आणविक रोटर जिसके लिए प्रतिदीप्ति क्वांटम पैदावार पर्यावरण चिपचिपापन पर निर्भर द्वारा संबोधित किया जा सकता है । photoexcitation के बाद, निष्क्रियता सामांयतः एक मुड़ intramolecular चार्ज हस्तांतरण (TICT) राज्य शामिल है, जो की जनसंख्या13microenvironment आसपास के चिपचिपापन द्वारा निर्धारित किया जाता है । उच्च चिपचिपा सॉल्वैंट्स आणविक रोटर बाधा एक TICT राज्य को अपनाने के लिए, उज्ज्वल उत्सर्जन पर जोर देना । कम चिपचिपा सॉल्वैंट्स में, रोटर ज्यादा बेहतर TICT राज्य का उपयोग कर सकते हैं, गैर radiating तेज क्षय और इस प्रकार प्रतिदीप्ति बुझती । मिट्टी के तेल के अलावा, १.६४ मिमी2∙ एस–1 27 डिग्री सेल्सियस पर, डीजल के लिए, 1.3-2.4, 1.9-4.1, 2.0-4.5 या 5.5-24.0 मिमी2के संबंधित viscosities के साथ ∙ एस –1 पर ४० ° c ग्रेड के लिए, 2d, EN ९५० और 4d14,15,16, मिश्रण की गाढ़ापन चिपचिपापन कम कर देता है और संभवतः एक आणविक रोटर जांच के प्रतिदीप्ति के एक आनुपातिक शमन की ओर जाता है । 4 के परिवार-dimethylamino-4-nitrostilbenes (4-डीएनएस) सबसे अधिक है क्योंकि उनके मजबूत प्रतिदीप्ति रूपांतर के एक गाढ़ापन चिपचिपापन रेंज पर 0.74-70.6 mm2∙ एस –1का वादा कर लग रहा था । यह रेंज केरोसिन और डीजल के ज्ञात मूल्यों से अच्छी तरह से मेल खाती है ।
इसलिए हमने 4DNS की क्षमता का पता लगाया, 2-[एथिल [4-[2-(4-nitrophenyl) ethenyl] फिनाइल] अमीनो] इथेनॉल (4DNSOH) और (E)-4-(2-(एथिल (4-(4-nitrostyryl) फिनाइल) अमीनो) ethoxy) -4-oxobutanoic अम्ल (4DNSCOOH) की चिपचिपाहट को इंगित करने के लिए डीजल-केरोसिन मिश्रण को अपने प्रतिदीप्ति के माध्यम से, intramolecular रोटेशन के आधार पर और अंत में केरोसिन के साथ डीजल अपमिश्रण के लिए तेजी से परीक्षण की उपज होती है. डिस्पोजेबल परीक्षण का उपयोग करने के लिए आसान है, सटीक, विश्वसनीय, लागत प्रभावी और आयामी छोटे. एक ठोस समर्थन के रूप में फिल्टर कागज पर जांच की सोखना और विश्लेषण एक एंबेडेड smartphone आधारित प्रतिदीप्ति रीडर के साथ पूरा किया गया था । आज, बैरे उपलब्ध smartphones उच्च गुणवत्ता वाले कैमरों के साथ सुसज्जित हैं, जैसे रंग और प्रतिदीप्ति सीधा के रूप में ऑप्टिकल परिवर्तन का पता लगाने, और शक्तिशाली साइट पर विश्लेषण के लिए जिस तरह फ़र्श । हम यहां प्रदर्शित करते है कि एक smartphone के साथ कागज स्ट्रिप्स पर adsorbed फ्लोरोसेंट जांच के उत्सर्जन की माप एक विश्वसनीय तरीके से17में दहन ईंधन पर धोखाधड़ी का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
एक फ्लोरोसेंट जांच, एक आणविक रोटर डाई कि डीजल और मिट्टी के तेल के साथ अपने अलग मिश्रणों के लिए मापा उन की सीमा में viscosities के प्रति संवेदनशील है पर आधारित है, डीजल ईंधन अपमिश्रण का पता लगाने के लिए सरल और कुश?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक फोकस क्षेत्र विश्लेषणात्मक विज्ञान के माध्यम से वित्त पोषण के लिए BAM स्वीकार करना चाहते हैं: https://www.bam.de/Navigation/EN/Topics/Analytical-Sciences/Rapid-Oil-Test/rapid-oil-test.html ।
Materials
| 4-dimethylamino-4-nitrostilbene (CAS Number: 2844-15-7) | Sigma-Aldrich | 39255 | 4-DNS Dye |
| 2-[ethyl[4-[2-(4-nitrophenyl)ethenyl]phenyl]amino]ethanol (CAS Number: 122258-56-4) | Sigma-Aldrich | 518565 | 4-DNS-OH Dye |
| Whatman qualitative filter paper, Grade 1 | Sigma-Aldrich | Z274852 | Test strips support |
| Whatman application specific filter, activated carbon loaded paper, Grade 72 | Sigma-Aldrich | WHA1872047 | Fuel pre-treatment filters |
| Pall reusable in-line filter holders stainless steel, diam. 47 mm | Sigma-Aldrich | Z268453 | Holder pre-treatment filters |
| (3-Aminopropyl)triethoxysilane | Sigma-Aldrich | 919-30-2 | APTES |
| 4-(Dimethylamino)pyridine | Sigma-Aldrich | 1122-58-3 | DMAP |
| Succinic anhydride | Sigma-Aldrich | 108-30-5 | |
| Triethylamine | Sigma-Aldrich | 121-44-8 | Et3N |
| N,N'-dicyclohexylcarbodiimide | Sigma-Aldrich | 538-75-0 | DCC |
| Stuart Tube Rotators | Cole-Parmer | SB3 | Rotator |
| FreeCAD | freecadweb.org | – | Freeware – 3D design |
| Ultimaker Cura | Ultimaker | – | Freeware – 3D printing |
| Android Studio | – | Freeware – App programming | |
| Renkforce SuperSoft OTG-Mirror Micro-USB Cable 0,15 m | Conrad.de | 1359890 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| Black Cord Switch 1 x Off / On | Conrad.de | 1371835 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| Carbon Film Resistor 100 Ω | Conrad.de | 1417639 - 62 | Smartphone setup electronic part |
| 492 nm blocking edge BrightLine short-pass filter | Semrock | FF01-492/SP-25 | Filter excitation |
| 550/49 nm BrightLine single-band bandpass filter | Semrock | FF01-550/49-25 | Filter emission |
| Ø1/2" Unmounted N-BK7 Ground Glass Diffuser, 220 Grit | Thorlabs | DG05-220 | Diffuser excitation |
| LED 465 nm, 9 cd, 20 mA, ±15°, 5 mm clear epoxy | Roithner | RLS-B465 | LED excitation |
References
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