Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

A two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry method is described for characterization of the aqueous fraction of bio-crude produced from hydrothermal liquefaction of algae. This protocol can also be employed to analyze the aqueous fraction of liquid products from fast pyrolysis, catalytic fast pyrolysis, catalytic deoxygenation and hydro-treating.

Abstract

ثنائي الأبعاد اللوني للغاز إلى جانب مطياف زمن الطيران هو أداة قوية لتحديد وقياس المكونات الكيميائية في مخاليط معقدة. وغالبا ما يستعمل لتحليل البنزين ووقود الطائرات والديزل، وقود الديزل الحيوي وجزء العضوي الحيوي النفط / الحيوي للنفط. وفي معظم هذه التحليلات، البعد الأول من الفصل هو غير القطبية، يليه فصل القطبي. وقد تم فحص الكسور المائية لل-الخام الحيوية وغيرها من العينات المائية من إنتاج الوقود الحيوي مع مجموعات العمود مشابهة. ومع ذلك، كانت تقنيات إعداد عينة مثل اشتقاق، الاستخلاص بالمذيبات، واستخراج الصلبة مرحلة ضرورية قبل التحليل. في هذه الدراسة، وتميزت كسور المائية تم الحصول عليها من إسالة المياه الحارة من الطحالب التي اللوني للغاز ثنائي الأبعاد إلى جانب مطياف زمن الطيران بدون تقنيات إعداد العينات السابقة باستخدام الفصل القطبي في البعد الأول يتبعمن خلال فصل غير القطبية في الثانية. وتمت مقارنة المؤامرات ثنائي الأبعاد من هذا التحليل مع تلك التي تم الحصول عليها من تكوين عمود أكثر تقليدية. وتناقش النتائج من التوصيف النوعي للكسور المائية من الطحالب-الخام الحيوية في التفاصيل. ويسلط الضوء على مزايا استخدام الفصل القطبي تليها الفصل غير القطبية لتوصيف المواد العضوية في العينات المائية من قبل اللوني للغاز ثنائي الأبعاد إلى جانب مطياف زمن الطيران.

Introduction

نمو مطرد في الطلب على الوقود السائل، محدود الموارد الوقود الأحفوري، وعدم اليقين من إمدادات الوقود الأحفوري، والمخاوف من زيادة تركيز الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الغلاف الجوي قد زادت الوعي العالمي لمصادر الطاقة المتجددة 1. الطاقة الشمسية (بما في ذلك الخلايا الكهروضوئية والطاقة الشمسية الحرارية)، وطاقة الرياح، والطاقة المائية والطاقة الحرارية الأرضية، وطاقة الكتلة الحيوية هي مصادر الطاقة المتجددة الأولية التي يمكن أن تحل محل المستمدة من الوقود الأحفوري الطاقة 2. من هذه، والكتلة الحيوية هي مصادر الطاقة البديلة القائمة على الكربون الوحيد لإنتاج وقود النقل السائلة والمواد الكيميائية ذات القيمة العالية 3. وتضم الكتلة الحيوية أي مواد عضوية مثل موارد الغابات، المخلفات الزراعية، والطحالب، والبذور الزيتية، والنفايات البلدية الصلبة، والنفايات الصناعية الغنية بالكربون (على سبيل المثال من صناعة اللب والورق أو من تجهيز الأغذية) 1. وتصنف الكتلة الحيوية إلى فئتين كبيرتين: المواد الأولية lignocellulosic وغير نباتية على أساس كومالخصائص الموضعية. تتكون الكتلة الحيوية Lignocellulosic من الكربوهيدرات واللجنين، في حين أن المواد الأولية غير نباتية لها البروتينات والكربوهيدرات والدهون / الزيوت 4. المواد الأولية Lignocellulosic، المشتقة من النباتات البرية، يمكن أن يرضي سوى 30٪ من الوقود الحالي السائل (البنزين ووقود الطائرات، والديزل) الطلب إذا المزروعة على نحو مستدام وتحصد 5،6. وبالتالي، والكائنات الدقيقة المائية غير نباتية، مثل الطحالب والفطريات، وتعتبر المواد الأولية المحتملة لإنتاج الوقود السائل المتجددة لتكملة موارد lignocellulosic.

المواد الأولية الطحالب لديها القدرة على تلبية وقود النقل السائل الحالي تتطلب 7،8. الطحالب لديها العديد من المزايا: إنتاجية عالية المساحية 8، والقدرة على النمو في ذات جودة منخفضة، والمالحة، أو مياه البحر 9، والقدرة على تتراكم الدهون الثلاثية أو الهيدروكربونات 7،8 كثيفة الاستخدام للطاقة. المائية تسييل (HTL) هو أحد المشاركين قابلا للتطبيق وقابلة للn الإصدار العملية التي تستخدم المياه المرتبطة بشكل طبيعي مع المواد الأولية الطحالب أو المائية 10،11. إنها عملية الحرارية والكيميائية مع درجات حرارة التشغيل من C والتشغيل الضغوط 250-400 درجة من 10-25 ميجا باسكال التي تنتج السائل المنتج، أو الخام الحيوية، والتي يمكن أن تتم ترقية إلى مخزون مزيج الوقود. الحيوية الخام المنتج من HTL من الطحالب لديها كسور العضوية والمائية مميزة وفصلها بسهولة. جزء عضوي من-النفط الحيوي يمكن تحويلها بكفاءة في مصفاة الأسهم مزيج جاهزة عبر الحفازة العمليات المائية المعالجة 11. جزء مائي الحيوي الخام يحتوي على ~ 30٪ من إجمالي الحاضر الكربون في المادة الخام الطحالب. على الرغم من أن الآلاف من المركبات وقد تم تحديد في مجرى مائي HTL، تتكون الكسور الغالبة من انخفاض بالأكسجين الوزن الجزيئي (بما في ذلك الأحماض، الكحول، الكيتونات، والألدهيدات) التي شكلتها تدهور الكربوهيدرات والدهون، وذرات غير متجانسة النيتروجين (بما في ذلك pyrroles، pyridines ، pyrazinوفاق، وإيميدازول) المستمدة من البروتين التحلل 12. دراسات على استخدام جزء مائي لتحسين الاقتصاد العملية الشاملة وكذلك الاستدامة ما زالت جارية. الغاز الاصطناعي يمكن أن تنتج من جزء مائي من الطحالب الحيوي النفط الخام عن طريق المائية الحفازة تغويز 10،13، 14. بدلا من ذلك، العضوية في جزء مائي يمكن أيضا تحويل حفاز لإضافات الوقود والمواد الكيميائية المتخصصة. يجري حاليا في المختبر الوطني شمال غرب المحيط الهادئ (PNNL) الأبحاث على تحسين تغويز المائية وفحص حافزا الدراسات الحفازة لتحويل المواد العضوية في الطور السائل المائي. لهذا العمل، النوعية، فضلا عن التوصيف الكمي للجزء مائي من الطحالب الحيوي النفط الخام هو مطلوب. منذ يعتبر جزء مائي من الطحالب الحيوي النفط الخام تيار النفايات، وهناك عدد قليل جدا من الدراسات التي حللت جزء مائي من الطحالب الحيوي الخام 13،15. وعلاوة على ذلك، مؤخراوخلصت الدراسات إلى أن تحويل هذه HTL المياه الطحالب في المنتجات الحيوية ذات القيمة العالية من شأنها تحسين الاستدامة وكذلك الاقتصاد من القائم HTL الحيوي مصفاة 11. لذلك، ركزت هذه الدراسة على تطوير طريقة لتوصيف نوعي لجزء مائي الحيوي الخام تم الحصول عليها من HTL من الطحالب التي اللوني للغاز ثنائي الأبعاد إلى جانب مطياف زمن الطيران (GC × GC-TOF-MS).

GC × GC-TOF-MS هو الأكثر واعدة تقنية تحليلية الكروماتوغرافي إلى زيادة دقة (أو فصل المركبات الكيميائية في عينة)، ذروة القدرة (أي عدد من القمم حلها)، نسبة الإشارة إلى الضوضاء (لتحديد المركبات الكيميائية مع ثقة عالية)، وتجنب شارك في شطف من المركبات الكيميائية 16. من أجل تحقيق أقصى قدر من الدقة، والقدرة الذروة، ونسبة الضوضاء إشارة إلى، ترتبط عمودين GC مع مراحل ثابتة مختلفة في سلسلة باستخدام ج الصحافة مناسباonnector أو الجزئي النقابة 17 (انظر الشكل 1 الذي هو رسم بياني كتلة من GC × نظام GC-TOF-MS المستخدمة في هذه الدراسة). يقع المغير بين موصل الصحافة لائقا والأعمدة الثانوية إلى فخ، تركيز، وإعادة حقن النفايات السائلة من العمود الأساسي في العمود الثانوي 18. يحدث تعديل على العمود الثانوي في هذه الدراسة كما هو مبين في الشكل 1. العمود الثانوي ثم متصلا TOF-MS عبر خط التجميع نقل.

وقد استخدم GC × GC-TOF-MS سابقا عن نوعية وكذلك التحليل الكمي للعينات العضوية مثل النفط الخام 16،19، والبنزين، الوقود النفاث والديزل وقود الديزل الحيوي، وجزء عضوي من الوقود الحيوي 20- 22 المنتجة من الحرارية والكيميائية وكذلك تحويل الحرارية الحفازة عمليات 23،24. لتوصيف هذه العينات العضوية في GC × أدوات GC-TOF-MS، عمود غير القطبية طويلة ثكما تستخدم العمود الأساسي، في حين تم استخدام العمود القطبي قصيرة كعمود الثانوي. هذا التكوين العمود التقليدي يحل المركبات الكيميائية على أساس الاختلافات في التقلب على مدى البعد الأول، تليها قطبية في البعد الثاني 18. العينات المائية أو المياه من العمليات البيولوجية، وتجهيز الأغذية، والنفايات البيئية وأيضا يتميز باستخدام مماثلة / تكوينات العمود الابتدائية بعد العينة كانت من خلال إعداد الخطوات 17،25-30. كانت جميعها تستخدم تقنيات إعداد عينة مثل اشتقاق، واستخراج المرحلة الصلبة، واستخراج المذيبات العضوية قبل GC × تحليل GC-TOF-MS 17،27-29،31،32. وكان الهدف من هذه التقنيات في خفض قطبية المركبات في عينة لتحليلها باستخدام تكوين العمود التقليدي 33. كان يعمل استراتيجية بديلة في هذه الدراسة بناء على طبيعة العينة (المركبات العضوية هنا القطبية في الماء)الاستفادة من التكوين الأساسي / الثانوي العكسي العمود GC × تحليل GC-TOF-MS. منذ جزء مائي الحيوي الخام المنتج من HTL ديه المركبات القطبية 13، تم استخدام مزيج العمود عمود القطبي الابتدائي والثانوي عمود غير القطبية في GC × GC-TOF-MS دون أي تحضير عينة المنبع. هذا المزيج العمود الأساسي / الثانوي يحل المركبات الكيميائية على أساس الاختلافات في قطبية على البعد الأول، تليها تقلب في البعد الثاني. توجد طرق تحليلية محدودة في الأدب لتوصيف العينات المائية باستخدام اللوني للغاز ثنائي الأبعاد دون تجهيز العينات السابقة 15.

وكان الهدف من هذه الدراسة لتحديد المركبات الكيميائية الموجودة في جزء مائي من الطحالب الحيوي النفط الخام. ولتحقيق هذا الهدف، وهو GC × GC-TOF-MS طريقة الحصول على البيانات وضعت مع مجموعة عمود من الأعمدة القطبي (متزمتآرى) × غير القطبية (الثانوي). Klenn وآخرون. (2015) اقترح أن زيادة طول العمود الأساسي (خاصة 60 م الأعمدة GC) وخفض درجة الحرارة إزاحة العمود الثانوي فيما يتعلق العمود الأساسي إلى تعظيم الذروة القدرات وقرار 16-18. ولذلك، فإن 60 متر العمود الأساسي و 5 ° C تعويض درجة حرارة العمود الثانوي فيما يتعلق العمود الأساسي استخدمت في هذه الدراسة. تم تحديد فترة التشكيل الأمثل بعد بروتوكول الموصوفة في هذه الدراسة (انظر القسم 4). وتم تحديد سعر منحدر الأمثل للGC درجة حرارة العمود بطريقة التجربة والخطأ ويشبه القيمة المقترحة في الأدب 16-18. لمناقشة مزايا هذه التركيبة عمود للعينات المائية، قمنا بتحليل عينات المياه HTL الطحالب مع مزيج العمود التقليدي لل× غير القطبية القطبية. تم توظيف المعلمات التشغيل المقترحة في الأدب لتحليل مائيجزء من الطحالب-الخام الحيوية مع × غير القطبية مزيج العمود القطبي 18.

Protocol

التحضير 1. عينة

  1. توليد مائي تيار المنتجات المخلوطة / العضوية عبر HTL تدفق مستمر من الطحالب وفقا لتصميم المفاعل وإجراء التجارب وجدت في الأدب 10،11.
  2. استخدام فاصل الجاذبية لفصل تيار المنتج إلى المرحلة المائية والمرحلة العضوية.
  3. تصفية 10 مل من المرحلة المائية HTL باستخدام 0.45 ميكرون تصفية حقنة وتخزينها في الثلاجة الحفاظ على 4 درجات مئوية لمدة GC × تحليل GC-TOF-MS.

2. مكونات صك

  1. استخدام اللوني للغاز (GC) مجهزة رباعية طائرة مرحلة المزدوج القائم على تبريد المغير والوقت من الطيران (TOF) مطياف الكتلة (MS) لهذه التجارب.
  2. تكوين لصناعة السيارات في العينات لحقن 1 ميكرولتر من كل عينة أو معيار في GC. استخدام تصميم القطاعات العشوائية من عينة وحقن القياسية لتسلسل لصناعة السيارات في العينات كما هو موضح في الأدب (13). وrandomiيستخدم زيد تصميم كتلة عادة في الدراسات الكمية للسيطرة على عملية الصك. مختبرنا يستخدم التصميم بشكل روتيني حتى في الدراسات المقارنة للتحقق من عملية الصك.
  3. ربط العمود الأساسي والثانوي باستخدام موصل الصحافة ضيق الوقت قبل المغير. تأكد من أن كلا حواف كل من الأعمدة الأساسية والثانوية يتم قطع مباشرة بدون حواف حادة قبل الاتصال موصل الصحافة ضيق.
  4. وضع الطويق على العمود GC ثم ربط العمود الأساسي لحاقن GC بحيث 5 ملم من العمود داخل حاقن.
  5. تأكد من أن الزجاج الخطوط الملاحية المنتظمة، غير عصا بطانة يا الدائري وحواجز لحاقن GC جديدة وخالية من التلوث.
  6. استخدام 1/16 س 0.5 ملم الحلقات خط نقل معرف لربط العمود ونقل خط الثانوي. وضع جزء 0.2 متر من العمود الثانوي في خط النقل.
  7. ضمان أن جزءا 0.1 متر من العمود الثانوي في المغير.
  8. استخدام عالية جدا الهليوم نقاءالغاز والغاز الناقل للGC بمعدل تدفق -1 1.5 مل دقيقة.
  9. ضمان وجود ما يكفي من النيتروجين السائل في ديوار الذي يعمل كمبرد في المغير. ويمكن توقع مستوى النيتروجين السائل في ديوار باستخدام مقياس الضغط تعلق على منفذ لها. وباسكال القراءة 69 من قياس الضغط تشير إلى أن ديوار كامل، في حين يشير 0 كيلو باسكال أن تكون فارغة.

3. بروتوكولات قبل تحليل العينات

  1. تأكد من عدم وجود تسرب الرئيسية في الصك. إذا كانت القراءة قياس الفراغ من TOF-MS أعلى من 2.7 × 10 -5 باسكال 1.5 مل معدل تدفق العمود دقيقة -1 القيادة العامة، وهذا يشير إلى وجود تسرب كبير في النظام.
  2. انشاء مراقبة الجودة (QC) طريقة وتشغيل المدمج في بروتوكول "الاستحواذ تعديلات نظام" لتحقيق استجابة إشارة القصوى باستخدام بروتوكول الشركة الصانعة.
  3. تشغيل المدمج في بروتوكولات "أداة التحسين" أسلوب مراقبة الجودة، في سلسلة - filamالتركيز والأنف والحنجرة، والتركيز البصري أيون واختبارات المعايرة الجماعية باستخدام بروتوكول الشركة الصانعة. تأكد من أن اختبار معايرة الجماعية يمر. وتضمن هذه الطريقة QC أن جميع المعلمات الأجهزة الصك هي على المستوى الأمثل.
  4. إجراء "فحص تسرب" باستخدام بروتوكول الشركة الصانعة. تحليل تلقائيا بإنشاء تقرير فحص تسرب. تأكد من أن التركيز النسبي لل28 (ن 2)، 32 (O 2) و 18 (الرطوبة) يجب أن يكون أيونات أدناه أقل من 10٪، 3٪ و 5٪ من أطياف الشامل القياسي الداخلي من 69 أيون، على التوالي.
  5. ضبط TOF-MS باستخدام بروتوكول الشركة الصانعة.
  6. تشغيل طريقة لمراقبة الجودة وكذلك بروتوكول ضبط TOF-MS قبل وبعد الاختيار تسرب، وكذلك أثناء تحليل العينات والمعايير.

4. بروتوكول لتحديد الأمثل فترة التحوير من المغير

  1. تعسفا تحديد فترة تعديل طويلة (على سبيل المثال 10 ثانية أو 13 ثانية). حقن عينة كما هو موضح في 2.2.
    2. تحديد الوقت الاحتفاظ في البعد الثاني من المؤامرة كفاف وبعد ذلك elutes لا القمم. اختر حددت الثاني الوقت الاحتفاظ البعد بمثابة فترة التشكيل الأمثل الشكل 2 بوضوح توضيح تحديد الوقت الاحتفاظ في البعد الثاني من المؤامرة كفاف.
  2. زيادة فترة التشكيل المستخدمة في الخطوة 4.1 وإجراء التحليل مرة أخرى إذا كان "التفاف حول" لوحظ 18. يحدث التفاف حول الظواهر إذا القمم في البعد الثاني elutes تحت خط الأساس من البعد الأول. يظهر المثال كفاف مؤامرة ل"ملفوف" في معلومات تكميلية الشكل (3).
  3. كرر الخطوات من 4.2 و 4.3 حتى يتم تحديد القيمة المثلى.

5. معلمات التجريبية من أداة مجموعة المتابعة

  1. تثبيت القطبي (60 م × 0.25 مم × 0.5 ميكرون سمك الفيلم) العمود الشعري كعمود أساسي وغير القطبية (2.3 م × 0.25 مم × 0.5 ميكرون سمك الفيلم) كابيلاعمود راي كعمود الثانوي. خبز كل من العمود الأساسي والثانوي لا يقل عن 2 ساعة لإزالة كميات ضئيلة من الرطوبة والهواء والملوثات المرتبطة أعمدة GC جديدة.
  2. استخدام عالية جدا غاز الهليوم النقاء كما الناقل للغاز لGC بمعدل تدفق -1 1.5 مل دقيقة.
  3. تعيين حاقن GC إلى درجة حرارة 260 درجة مئوية ونسبة الانقسام 1: 250.
  4. استخدام البرنامج التالي درجات الحرارة للعمود الرئيسي: درجة حرارة ثابتة من 40 درجة مئوية لمدة 0.2 دقيقة تليها زيادة درجة الحرارة إلى 260 درجة مئوية عند 5 درجات مئوية دقيقة -1، تليها على درجة حرارة ثابتة من 260 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
  5. الحفاظ على المغير درجة الحرارة 5 درجات مئوية أعلى من العمود الثانوي ودرجة حرارة العمود الثانوية في أعلى من العمود الأساسي 5 درجات مئوية.
  6. استخدام فترة التشكيل الأمثل لل4 ثانية مع 0.8 ثانية من النبض الساخن و 1.2 ثانية من نبض البارد. يتم حتديد هذه القيمة على بروتوكول صفها في الطائفةأيون 4.
  7. ضبط درجة الحرارة خط نقل إلى 270 درجة مئوية.
  8. تعيين تأخير اقتناء أو تأخير المذيبات 0 ثانية.
  9. تعيين نطاق أقل وأعلى من م / ض إلى 35 و 800 على التوالي.
  10. تعيين نسبة الاستحواذ للكشف عن مرض التصلب العصبي المتعدد في 400 أطياف / ثانية.
  11. الحفاظ على MS كشف عن الجهد عند 150 V أعلى من القيمة الأمثل.
  12. الحفاظ على درجة حرارة مصدر MS أيون في 225 درجة مئوية.

تحليل 6. البيانات

  1. تنفيذ معالجة البيانات باستخدام البرنامج الذي تم توفيره من قبل الشركة المصنعة الصك.
  2. حدد المهام التالية في أسلوب تحليل البيانات - حساب خط الأساس، والعثور على قمم أعلى من خط الأساس، بحث مكتبة وحساب هي / الارتفاع.
  3. تتبع خط الأساس من خلال ملف البيانات. أدخل تعويض الأساس إلى 0.5.
    أدخل ذروة العرض المتوقع من 15 ثانية في البعد الأول و 0.15 ثانية في البعد الثاني.
  4. تعيين نسبة الإشارة إلى الضجيج كما 5000 وتشابه قيم> 850 للهوية منذfication من المركبات.
  5. حدد المتاحة تجاريا مكتبة الطيفية الجماعية للتعرف على المركبات الكيميائية الموجودة في عينات وتعيين وضع البحث المكتبة إلى الأمام.
  6. معالجة ملفات البيانات باستخدام هذه البيانات طريقة التحليل باستخدام بروتوكول الشركة الصانعة. فإنه يتطلب على الأقل 1 ساعة لمعالجة ملف البيانات.

النتائج

ومجموع ايون اللوني (TIC) التي تم الحصول عليها لجزء مائي من الطحالب الحيوي الخام تحليلها مع مجموعة عمود يظهر × القطبي غير القطبية في الشكل (4). مرة والاحتفاظ بهم والتشابه أو عامل مباراة القيم من المركبات التي تم تحديدها من خلال البحث على وطني وج...

Discussion

النتائج تبين بوضوح قدرة الجمع بين عمود × القطبي غير القطبية لحل المركبات القطبية والمواد المتطايرة الخفيفة الموجودة في جزء مائي من الطحالب الحيوي النفط الخام دون تقنيات إعداد العينات السابقة. وقد لوحظ جذري ذروة المخلفات لالأحماض العضوية وN-المركبات أثناء استخدام × ...

Disclosures

The authors declare that they have no competing financial interests.

Acknowledgements

وقد تم تأليف هذه المخطوطة من قبل معهد باتيل التذكارية بموجب العقد رقم DE-AC05-76RL01830 مع وزارة الطاقة في الولايات المتحدة. وتحتفظ حكومة الولايات المتحدة والناشر، وذلك بقبول هذه المادة للنشر، يقر بأن حكومة الولايات المتحدة تحتفظ غير حصري والمدفوع، لا رجعة فيه، رخصة في جميع أنحاء العالم لنشر أو استنساخ النموذج المنشور من هذه المخطوطة، أو السماح للآخرين للقيام لذلك، لأغراض حكومة الولايات المتحدة.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
GC × GC–TOF/MSLecoPEG4D11DLN15Commercial Pegasus 4D
ChromaTOF version 4.50 LecoData analysis software
Rxi-5MS GC columnRestek134202.3 m column was used from this column.
Stabilwax GC columnRestek10626
HP-5 GC columnAgilent19091J-416
Stabilwax GC columnRestek15121
Presstight ConnectorRestek20430
GC injector linerRestek23305.5
GC Injector ferrulesAgilent5181-3323
Non-stick liner O-ringsAgilent5188-5365
Transfer line ferrulesRestek20212
EthanolSigma-Aldrich459844Chromatography grade
AcetoneSigma-Aldrich414689Chromatography grade
Acetic acidSigma-Aldrich320099Chromatography grade
2-butanoneSigma-Aldrich360473Chromatography grade
Propanoic acidSigma-Aldrich402907Chromatography grade
Butanoic acidSigma-Aldrich19215Chromatography grade
PyridineSigma-Aldrich270970Chromatography grade
PyrazineSigma-Aldrich65693Chromatography grade
AcetamideSigma-Aldrich695122Chromatography grade
2,5-pyrrolididioneSigma-AldrichS9381Chromatography grade
N-methylsuccinimideSigma-Aldrich325384Chromatography grade
N-(2-hydroxyethyl)succinimideSigma-Aldrich444073Chromatography grade

References

  1. Huber, G. W., Iborra, S., Corma, A. Synthesis of Transportation Fuels from Biomass: Chemistry, Catalysts, and Engineering. Chem. Rev. 106, 4044-4098 (2006).
  2. Mata, T. M., Martins, A. A., Caetano, N. S. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 14, 217-232 (2010).
  3. Vispute, T. P., Zhang, H., Sanna, A., Xiao, R., Huber, G. W. Renewable Chemical Commodity Feedstocks from Integrated Catalytic Processing of Pyrolysis Oils. Science. 330, 1222-1227 (2010).
  4. Maddi, B., Viamajala, S., Varanasi, S. Comparative study of pyrolysis of algal biomass from natural lake blooms with lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol. 102, 11018-11026 (2011).
  5. Kim, S., Dale, B. E. Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues. Biomass Bioenergy. 26, 361-375 (2004).
  6. von Blottnitz, H., Curran, M. A. A review of assessments conducted on bio-ethanol as a transportation fuel from a net energy, greenhouse gas, and environmental life cycle perspective. J. Clean. Prod. 15, 607-619 (2007).
  7. Hu, Q., et al. Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production: perspectives and advances. Plant J. 54, 621-639 (2008).
  8. Georgianna, D. R., Mayfield, S. P. Exploiting diversity and synthetic biology for the production of algal biofuels. Nature. 488, 329-335 (2012).
  9. Amaro, H. M., Guedes, A. C., Malcata, F. X. Advances and perspectives in using microalgae to produce biodiesel. Appl. Energy. 88, 3402-3410 (2011).
  10. Elliott, D. C., Biller, P., Ross, A. B., Schmidt, A. J., Jones, S. B. Hydrothermal liquefaction of biomass: Developments from batch to continuous process. Bioresour. Technol. 178, 147-156 (2015).
  11. Elliott, D. C., et al. Process development for hydrothermal liquefaction of algae feedstocks in a continuous-flow reactor. Algal Res. 2, 445-454 (2013).
  12. Sudasinghe, N., et al. High resolution FT-ICR mass spectral analysis of bio-oil and residual water soluble organics produced by hydrothermal liquefaction of the marine microalga Nannochloropsis salina. Fuel. 119, 47-56 (2014).
  13. Panisko, E., Wietsma, T., Lemmon, T., Albrecht, K., Howe, D. Characterization of the aqueous fractions from hydrotreatment and hydrothermal liquefaction of lignocellulosic feedstocks. Biomass Bioenergy. 74, 162-171 (2015).
  14. Onwudili, J. A., Lea-Langton, A. R., Ross, A. B., Williams, P. T. Catalytic hydrothermal gasification of algae for hydrogen production: Composition of reaction products and potential for nutrient recycling. Bioresour. Technol. 127, 72-80 (2013).
  15. Villadsen, S. R., et al. Development and Application of Chemical Analysis Methods for Investigation of Bio-Oils and Aqueous Phase from Hydrothermal Liquefaction of Biomass. Energy Fuels. 26, 6988-6998 (2012).
  16. Klee, M. S., Cochran, J., Merrick, M., Blumberg, L. M. Evaluation of conditions of comprehensive two-dimensional gas chromatography that yield a near-theoretical maximum in peak capacity gain. J. Chromatogr. A. 1383, 151-159 (2015).
  17. Seeley, J. V., Seeley, S. K. Multidimensional Gas Chromatography: Fundamental Advances and New Applications. Anal. Chem. 85, 557-578 (2013).
  18. Mostafa, A., Edwards, M., Gòrecki, T. Optimization aspects of comprehensive two-dimensional gas chromatography. J. Chromatogr. A. 1255, 38-55 (2012).
  19. Zhu, S., et al. A simple model for separation prediction of comprehensive two-dimensional gas chromatography and its applications in petroleum analysis. Anal. Methods. 6, 2608-2620 (2014).
  20. Almeida, T. M., et al. Preliminary Studies of Bio-oil from Fast Pyrolysis of Coconut Fibers. J. Agric. Food Chem. 61, 6812-6821 (2013).
  21. Rathsack, P., et al. Analysis of pyrolysis liquids from scrap tires using comprehensive gas chromatography-mass spectrometry and unsupervised learning. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 109, 234-243 (2014).
  22. Tessarolo, N. S., et al. Assessing the chemical composition of bio-oils using FT-ICR mass spectrometry and comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry. Microchem. J. 117, 68-76 (2014).
  23. Djokic, M. R., Dijkmans, T., Yildiz, G., Prins, W., Van Geem, K. M. Quantitative analysis of crude and stabilized bio-oils by comprehensive two-dimensional gas-chromatography. J. Chromatogr. A. 1257, 131-140 (2012).
  24. Vendeuvre, C., Ruiz-Guerrero, R., Bertoncini, F., Duval, L., Thiebaut, D. Comprehensive two-dimensional gas chromatography for detailed characterisation of petroleum products. Oil Gas Sci. Technol. 62, 43-55 (2007).
  25. Guo, Q., et al. Comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry for the screening of potent swampy/septic odor-causing compounds in two drinking water sources in China. Anal. Methods. 7, 2458-2468 (2015).
  26. Ma, H., et al. Analysis of human breath samples of lung cancer patients and healthy controls with solid-phase microextraction (SPME) and flow-modulated comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC [times] GC). Anal. Methods. 6, 6841-6849 (2014).
  27. Lamani, X., Horst, S., Zimmermann, T., Schmidt, T. Determination of aromatic amines in human urine using comprehensive multi-dimensional gas chromatography mass spectrometry (GCxGC-qMS). Anal. and Bioanal. Chem. 407, 241-252 (2015).
  28. Skoczynska, E., Leonards, P., de Boer, J. Identification and quantification of methylated PAHs in sediment by two-dimensional gas chromatography/mass spectrometry. Anal. Methods. 5, 213-218 (2013).
  29. Tobiszewski, M., Bigus, P., Namiesnik, J. Determination of parent and methylated polycyclic aromatic hydrocarbons in water samples by dispersive liquid-liquid microextraction-two dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry. Anal. Methods. 6, 6678-6687 (2014).
  30. Freitas, L. S., et al. Analysis of organic compounds of water-in-crude oil emulsions separated by microwave heating using comprehensive two-dimensional gas chromatography and time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 1216, 2860-2865 (2009).
  31. Gunatilake, S. R., Clark, T. L., Rodriguez, J. M., Mlsna, T. E. Determination of five estrogens in wastewater using a comprehensive two-dimensional gas chromatograph. Anal. Methods. 6, 5652-5658 (2014).
  32. Ljungkvist, G., Larstad, M., Mathiasson, L. Determination of low concentrations of benzene in urine using multi-dimensional gas chromatography. Analyst. 126, 41-45 (2001).
  33. Schummer, C., Delhomme, O., Appenzeller, B. M. R., Wennig, R., Millet, M. Comparison of MTBSTFA and BSTFA in derivatization reactions of polar compounds prior to GC/MS analysis. Talanta. 77, 1473-1482 (2009).
  34. Yang, H. P., Yan, R., Chen, H. P., Lee, D. H., Zheng, C. G. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel. 86, 1781-1788 (2007).
  35. Du, Z., et al. Microwave-assisted pyrolysis of microalgae for biofuel production. Bioresour. Technol. 102, 4890-4896 (2011).
  36. Scriven, E. F. V., Murugan, R. . in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. , (2000).
  37. Higashio, Y., Shoji, T. Heterocyclic compounds such as pyrrole, pyridines, pyrrolidine, piperidine, indole, imidazol and pyrazines. Appl. Catal. A: Gen. 260, 251-259 (2004).
  38. Ndaji, F. E., Thomas, K. M. The kinetics of coal solvent swelling using pyridine as solvent. Fuel. 72, 1525-1530 (1993).
  39. Fillon, H., Gosmini, C., Nédélec, J. -. Y., Périchon, J. Electrosynthesis of functionalized organodizinc compounds from aromatic dihalides via a cobalt catalysis in acetonitrile/pyridine as solvent. Tetrahedron Lett. 42, 3843-3846 (2001).
  40. Silin, M. A., Ivanova, L. V., Burov, E. A., Koshelev, V. N., Bordubanova, E. G. Synthesis and testing of polyalkenyl succinimides as components of detergent additives for motor fuels. Pet. Chem. 52, 272-277 (2012).
  41. Bialer, M. Chemical properties of antiepileptic drugs (AEDs). Adv. Drug Deliv. Rev. 64, 887-895 (2012).
  42. Bellina, F., Rossi, R. Synthesis and biological activity of pyrrole, pyrroline and pyrrolidine derivatives with two aryl groups on adjacent positions. Tetrahedron. 62, 7213-7256 (2006).
  43. Snell, R. W., Shanks, B. H. CeMOx-Promoted Ketonization of Biomass-Derived Carboxylic Acids in the Condensed Phase. ACS Catal. 4, 512-518 (2014).
  44. Manzano, C., Hoh, E., Simonich, S. L. M. Improved Separation of Complex Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Mixtures Using Novel Column Combinations in GC × GC/ToF-MS. Environ. Sci. Technol. 46, 7677-7684 (2012).
  45. van der Westhuizen, R., et al. Comprehensive two-dimensional gas chromatography for the analysis of synthetic and crude-derived jet fuels. J. Chromatogr. A. 1218, 4478-4486 (2011).
  46. Omais, B., et al. Investigating comprehensive two-dimensional gas chromatography conditions to optimize the separation of oxygenated compounds in a direct coal liquefaction middle distillate. J. Chromatogr. A. 1218, 3233-3240 (2011).
  47. Wildschut, J., Mahfud, F. H., Venderbosch, R. H., Heeres, H. J. Hydrotreatment of Fast Pyrolysis Oil Using Heterogeneous Noble-Metal Catalysts. Ind. Eng. Chem. Res. 48, 10324-10334 (2009).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

109 GC GC TOF MS succinimide

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved