Measuring Total Naphthalene Hydrocarbons in Aviation Fuels by UV-Vis Spectroscopy

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky, jako je naftalen, se v nízkých koncentracích běžně vyskytují v leteckých palivech a významně ovlivňují vznik sazí a emisí při spalování turbínových motorů. Kvantifikace celkového obsahu těchto sloučenin je klíčová pro hodnocení kvality paliva, optimalizaci spotřeby a minimalizaci environmentální zátěže.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit rychlou, jednoduchou a přesnou metodu pro stanovení celkového množství naftalenových derivátů ve třech vzorcích Jet A-1. Použitý přístrojový a datový tok zahrnuje spektrofotometr Agilent Cary 3500 UV-Vis s Multicell modulem a softwarové řešení Cary UV Workstation v1.6.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky Jet A-1 byly váhově naředěny spektroskopickým isooktanem a měřeny v kyvetách s optickou dráhou 10 mm. Spektrum bylo snímáno v rozsahu 240–350 nm s krokem 1 nm, šířkou pásma 1 nm a průměrováním 0,1 s. Celková koncentrace naftalenu se vypočítala pomocí vestavěných výpočtových funkcí softwaru pro absorbanci při 285 nm, vztaženou na hmotnost vzorku a molární absorbčnost.

Hlavní výsledky a diskuse

Měřená objemová koncentrace naftalenů dosahovala v jednotlivých vzorcích hodnot 1,00 %, 1,08 % a 1,36 %. Opakovatelnost (n=20) ukázala velmi nízké standardní odchylky absorbance (0,0004–0,0005 Abs) a objemového % (1,4×10⁻³ až 1,96×10⁻³ %). Reprodukovatelnost mezi dvěma přístroji potvrdila konzistentní výsledky s odchylkami do 1,2×10⁻³ %. Integrované reporty automaticky generované ve formátu PDF/CSV zrychlily interpretaci dat.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou kontrolu kvality leteckého paliva v laboratorním i provozním prostředí bez nutnosti offline výpočtů. Automatizace sběru dat i generování zpráv zvyšuje efektivitu a minimalizuje chyby při zadávání parametru. Díky citlivosti na oblast 285 nm lze aplikaci rozšířit i na jiné polycyklické aromáty.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření on-line monitoringu paliv v reálném čase, integrace se systémy pro vzdálený sběr dat a využití strojového učení pro pokročilou analýzu spekter. Adaptace metody na další třídy škodlivých aromátů či kombinace s chromatografickými technikami nabídne širší diagnostické možnosti.

Závěr

Použití Agilent Cary 3500 UV-Vis spektofotometru a softwaru Cary UV Workstation v1.6 poskytuje spolehlivou, opakovatelnou a vysoce přesnou metodu pro stanovení celkového obsahu naftalenů v leteckých palivech. Metoda zjednodušuje workflow a umožňuje rychlé vyhodnocení kvality paliva i jeho dopadů na emise.

Použitá instrumentace

• Agilent Cary 3500 Multicell UV-Vis spektrofotometr
• Agilent Cary UV Workstation verze 1.6
• Spektroskopická třída isooktan (2,2,4-trimethylpentan)
• 10 mm křemenné kyvety (3,5 mL)

Reference

1. McKee R. H.; Adenuga M. D.; Carrillo J.-C. Characterization of the Toxicological Hazards of Hydrocarbon Solvents. Critical Reviews in Toxicology 2015, 45(4), 273–365.
2. Batterman S.; Chin J.-Y.; Jia C.; Godwin C.; Parker E.; Robins T.; Max P.; Lewis T. Sources, Concentrations and Risks of Naphthalene in Indoor and Outdoor Air. Indoor Air 2012, 22(4), 266–278.
3. ASTM International. ASTM D1840-24 Standard Test Method for Naphthalene Hydrocarbons in Aviation Turbine Fuels by Ultraviolet Spectrophotometry. ASTM Volume 05.01: Petroleum Products, Liquid Fuels, and Lubricants (I): C1234–D4176.
4. Yeh C.-K.; Tzu F.-M.; Chen P.-Y.; Shen H.-C.; Yuan C.-S.; Lin C.; Pu H.-P.; Ngo H.-H.; Bui X.-T. Emission Characteristics of Naphthalene from Ship Exhausts Under Global Sulfur Cap. Science of The Total Environment 2023, 902.
5. BP Australia. Jet A-1 Safety Data Sheet. 2024.