Автомобильный бензин содержит несколько десятков видов ароматических соединений – органических веществ с углеродным кольцом: по их составу определяется марка топлива, в том числе АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Чем больше ароматических соединений, тем выше октановое число, и тем более полно и равномерно сгорает бензин. Если же ароматических соединений в составе бензина слишком мало, то он склонен к образованию нагара, который приводит к быстрому износу двигателя.
Сейчас для определения состава бензина используется метод жидкостной хроматографии: в трубку, заполненную сорбентом, наливают образец бензина, смешанного с растворителем. Проходя по трубке, бензин разделяется на фракции, поскольку вещества протекают через сорбент с разной скоростью. В качестве растворителей обычно используются токсичные и пожароопасные вещества, такие как гексан, хлористый метилен или ацетонитрил. Поэтому исследователи ищут более безопасные способы определения состава бензина.
Ученые из Иваново и Хабаровска предложили для этой цели использовать вещество-люминофор BODIPY, свечение которого зависит от содержания отдельных компонентов бензинов. Авторы получили это соединение, смешав пиррол – органическое соединение в виде кольца из атомов углерода и азота – и бензальдегид, углеродное кольцо с кислородом.
Авторы добавили люминофор в бензин, предварительно измерив его плотность и вязкость. Затем полученный образец поместили в спектрофлуориметр – прибор, который считывает длину волны и интенсивность свечения сенсора, оценивая количество ароматических компонентов в нефтепродуктах. Чтобы проанализировать эффективность нового метода, ученые определили состав того же образца с помощью жидкостной хроматографии.
Оказалось, что BODIPY позволяет узнать содержание ароматических соединений с погрешностью не более 3%. Ученым также удалось установить связь между количеством ароматических соединений, вязкостью и интенсивностью флуоресценции: чем больше в бензине ароматических соединений, тем выше его вязкость и тем сильнее свечение сенсора.
«В дальнейшем мы планируем доработать соединения-люминофоры, чтобы обеспечить большую чувствительность и меньшую погрешность в определении количества ароматических соединений. Благодаря нашему исследованию на предприятиях можно будет перейти к более удобным в эксплуатации сенсорным материалам, в том числе многоразовым. А за счет совмещения нескольких люминофоров мы сможем расширить перечень детектируемых веществ в образцах», – цитирует Российский научный фонд доктора химических наук Юрия Марфина.
