使用Nanalysis Benchtop 1H NMR光譜儀測定原油中氫含量

使用Nanalysis Benchtop ¹H NMR光譜儀測定原油中氫含量

前言:

   一般而言，樣品的氫含量是以重量進行量測，無論是精煉前或精煉後，不同的油品樣品的最佳量測參數是很重要的，因為分析結果會與產品的燃燒特性有密切相關。在大部分的情况下，具有較高氫含量的油品，通常會可達到更高效能的的燃燒。 雖然有好幾種方法可用來測定原油、燃料和添加劑中的氫含量，但ASTM D5291仍然是其中最廣泛使用的方法之一，這個方法適用於氫濃度範圍在9-16 wt % 的測試，而超出此範圍的分析則需採用另一種方法。重要的是，這個方法不建議用於揮發性材料(例如汽油)的分析。使用ASTM D5291需使用元素分析儀，因此需要壓縮氣體以及定期維護和校準

   核磁共振（NMR）光譜學已成為油品中氫含量測定簡捷的解決方案，具體來說， ¹H NMR光譜提供了這些油的所有相關成分（如石蠟烴、萘烷烴和芳香烴）的資訊。NMR本質上是一種定量技術，因為光譜中各個訊號的曲線面積與樣品中的原子數直接相關。因此，定量NMR (qNMR)是一種強大的工具，其用於定量研究的應用也一直在穩步增加。在這個應用領域，使用內部校準劑-六甲基二矽氧烷（HMDSO）提供了一種快速簡便的方法，通過各個不同區域的積分並利用以下方程式來計算氫含量：

要注意的是，精確記錄樣品和 HMDSO 的質量是非常重要的，因為這對計算的結果有很大的影響。相同的，必須正確處理1H NMR光譜，以獲得準確的積分值。

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表一: 以3000個樣品為例，比對使用ASTM  D5291 使用元素分析儀 (EA) 及桌上型 NMR 分析油品的氫含量所需之成本與時間

分析範例:

  利用方程式(1)和圖1中顯示的 I (樣品)的積分，進行了 1-辛烯和十一烷中的氫含量計算並將其與其理論值進行比較，實驗結果如表2所示，雖然只選擇了

1-辛烯和十一烷兩個樣品進行此研究，但這種方法可以應用於各種原油，一旦確定了 I (樣品)的區域並且知道了 T₁ 值，即可將此方法擴展到應用於其他新型態的樣品。

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圖一: 1-辛烯及十一烷 ¹H (CDCl₃)，積分區域為 I (樣品) 及 I (HMDSO)

表二: 以 60 MHz 桌上型 NMR 測試1 -辛烯及十一烷氫含量量測結果

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Nanalysis 桌上型核磁共振光譜儀特點：

1.     可行性：小巧便攜的儀器使您能夠直接在您的實驗室進行核磁共振實驗，無需外包，讓您完全掌握研究進度。

2.     效率：使用Nanalysis 產品，您可以快速輕鬆地獲得高品質的¹H, ¹³C, ¹⁹F 及³¹P 核磁共振光譜圖。我們的系統提供自動化設置、簡便的樣品載入和直觀的軟體，簡化了數據的收集和分析過程。

3.     成本效益：減少對大型昂貴的高場核磁共振光譜儀的依賴，Nanalysis 桌上型核磁共振光譜儀可以提供與高場相似的數據準確性。為日常分析提供了具成本效益的解決方案。

如果您想了解更多關於NMR光譜學在電池油品或高分子應用方面的信息，或者對NMR光譜學如何幫助您感興趣，請隨時與我們聯繫。

資料來源:Nanalysis Application Note

Determining Hydrogen Content in Crude Oils Using Nanalysis Benchtop ¹H NMR Spectroscopy

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