Improved Performance for the Analysis of Aromatics in Gasoline by ASTM Method D5769 Using the Agilent 5973 inert Gas Chromatography/Mass Spectrometry System

Význam tématu

Aromatické uhlovodíky v benzinu ovlivňují emisní limity, stabilitu paliva i výkonnost motoru. Přesná a rychlá analýza jejich koncentrací v širokém rozmezí (0,1–42 % hm.) je klíčová pro splnění environmentálních předpisů a optimalizaci vlastností paliva. Metoda ASTM D5769 využívá GC/MS, ale tradiční EI zdroje mohou při vysokých koncentracích trpět saturací a ztrátou linearity.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit, že systém Agilent 5973 inert s volitelným rozšířeným lineárním zdrojem překoná omezení standardního EI zdroje a umožní jednoduché, rychlé a spolehlivé nastavení kalibrací metody D5769 i pro vysoké koncentrace aromátů bez potřeby složitých úprav.

Použitá metodika

Nastavení přesně odpovídalo požadavkům ASTM D5769:

• Kolonka: HP-1, 60 m × 0,25 mm, film 1 µm
• Program teploty: 60 °C (0 min), 3 °C/min do 120 °C (0 min), 10 °C/min do 250 °C (0 min)
• Vstřik: 0,2 µL, split 250:1, teplota inletu 250 °C
• Přenosem helia při konstantním tlaku 28,5 psig
• MS: EI 70 eV, rozsah 45–300 Da, skenovací rychlost 2,89 skenů/s, zdroj 250 °C, kvadrupól 150 °C, solvent delay 3 min
• Kalibrace pětibodová se 23 analytickými látkami a čtyřmi deuterovanými interními standardy

Použitá instrumentace

• Agilent 5973 inert GC/MS s turbo pumpou a ChemStation Autotune
• Rozšířený lineární zdroj kit G2589-20045
• Agilent 6890N GC s přímým kapilárním rozhraním
• Agilent 7683 ALS s nanoliter adaptérem
• Chromatografická kolona HP-1, 60 m × 0,25 mm × 1 µm
• 10 µL stříkačka a split optimized liner

Hlavní výsledky a diskuse

Rozlišení mezi 1-metyl-2-ethylbenzenem a 1,3,5-trimethylbenzenem dosáhlo hodnoty 6,5 (požadavek >2). Poměr signál/šum pro 0,01 % 1,4-diethylbenzenu byl 21 (min. 5). Spektrální integrita 3 % vzorku 1,2,3-trimethylbenzenu splnila ASTM kritéria. Kalibrační křivky při standardním zdroji vykazovaly saturaci při ~10 % toluenu (plocha vrcholů se „zplošťovala“). Po nasazení rozšířeného lineárního zdroje byla zachována lineární odezva v celém rozsahu 0,1–42 % hm. bez nutnosti dalších úprav.

Přínosy a praktické využití metody

Nasazení zdroje s rozšířenou linearitou:

• Umožňuje rychle nastavit validní kalibrace pro vysoké koncentrace aromátů
• Odstraňuje potřebu složitého doladění instrumentu, programovaných splitů, extrémních injekcí či nelinární regrese
• Zkracuje dobu přípravy metody a zvyšuje spolehlivost výsledků

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj zdrojů s automatickou adaptací lineárního rozsahu
• Integrace pokročilého softwaru pro automatické vyhledávání saturace a optimalizaci
• Aplikace v dalších komplexních matricích, například biopalivech či petrochemii
• Možné spojení s vysokorozlišovacími MS metodami pro komplexní profilování uhlovodíků

Závěr

Systém Agilent 5973 inert s volitelným rozšířeným lineárním zdrojem plně vyhovuje všem požadavkům ASTM D5769. Umožňuje spolehlivé stanovení aromatických látek v benzinu v rozsahu 0,1–42 % hm. bez dodatečných komplikovaných úprav, čímž zjednodušuje a zrychluje rutinní analýzy.

Reference

1. ASTM D4928 – D5950, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 05.03, ASTM International, 2003
2. Leibrand RJ, Latest Enhancements to the GC/MS Analysis of Gasoline by ASTM Method D-5769, Agilent publication 5966-2798E, 1999