עבודה זו נתמכה על ידי משרד האנרגיה האמריקני תחת חוזה מס &#39;DE-AC36-08GO28308 עם המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת. במימון משרד האנרגיה האמריקאי משרד התייעלות אנרגטית ואנרגיה מתחדשת ביואנרגיה טכנולוגיות Office. ממשלת ארה&quot;ב שומרת המו&quot;ל, על ידי קבלת המאמר לפרסום, מודה כי ממשלת ארה&quot;ב שומרת רישיון לא בלעדי, ונפרע, בלתי הפיך לפרסם או לשכפל את הטופס שפורסם על עבודה זו, או לאפשר לאחרים לעשות זאת, למטרות ממשלת ארה&quot;ב.

זהירות: נא לבדוק את כל גיליונות נתוני בטיחות חומרים רלוונטיים (MSDS) לפני תחילת. אתנול הוא דליק. כל נהלי הטיפול הכימיים שצריכים להיות אחריו, כמו גם את כל הפסולת החלימה נהלים הפנויים וטיפול. 1. פתרונות מגיבים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את הפתרון hydrochloride hydroxylamine (פתרון א): להוסיף 7.7 גרם של hydrochloride hydroxylamine ו -50 מ&quot;ל מים ללא יונים בבקבוק נפח 250 מ&quot;ל. כאשר כל המוצקים יש מומס, לדלל לציון עם אתנול. התוצאה היא פתרון הידרוכלוריד 0.55 M hydroxylamine ב 80% (V / V) אתנול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את הפתרון triethanolamine (פתרון B): להוסיף 17.4 מ&quot;ל של triethanolamine בבקבוק נפח מ&quot;ל 250. הוסף 10 מ&quot;ל של מים, ולאחר מכן לדלל עומד על הגובה עם אתנול. אתנול 95% יכול לשמש גם אם תוספת של מים הוא דילג. התוצאה היא פתרון 0.48 M triethanolamine ב 96% (V / V) אתנול </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את חומצה הידרוכלוריתפִּתָרוֹן. כך או לרכוש 0.1 N פתרון או להכין באמצעות 10 מ&quot;ל מרוכז HCl ומים L 1. </li></ol> 2. דגימה ביו-שמן וטיפול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא המדגם שמן הוא בטמפרטורת החדר לפני נסיגה מדגם. ביסודיות homogenize (תערובת ידי ניעור בחוזקה במשך לפחות דקה 1, ובדוק את המדגם כדי להבטיח שהוא הומוגנית. חלק שמני ביו עשויים לדרוש יותר פעמים רועדות) ביו-שמן כדי להשיג מדגם מייצג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדגם ביו-שמן, השתמש 100 עד 150 מ&quot;ג של שמן ביו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מזעור חשיפה לחמצן חום כדי למנוע מדגם שפל לפני הניתוח. </li></ol> 3. נוהל אנליטית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקינה של פתרון המאגר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי Na 2 CO 3 סטנדרט ראשוני בתנור על 105 מעלות צלזיוס למשך הלילה כדי להבטיח מדגם יבש. אפשר Na 2 CO 3 להתקרר לטמפרטורת החדר לפני השקילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול 100 עד 150 מ&quot;גשל סודיום קרבונט לכלי טיטרציה, להקליט את המשקל בפועל, להוסיף סרגל מערבבים ומוסיפים מספיק מים כדי לכסות את הנורה וצומת אלקטרודת pH. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את המדגם לכלי טיטרציה, שטיפת מספר פעמי בקבוקון תגובה בנפרד עם אתנול ומים בפרופורציות לעשות פתרון 80% סופי של אתנול / מים. לכייל עם פתרון החומצה באמצעות Titrator אוטומטי לנקודת הקצה. רשום את נקודת הסיום. נקודת הסיום מוגדר נקודת הפיתול על עקומת טיטרציה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על התהליך פעמיים כדי להשיג שלוש נקודות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש הממוצע כמתח נורמליות של פתרון החומצה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנה ריקה טיטרציה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמורת כרטיס: להוסיף sulfoxide דימתיל 0.5 מ&quot;ל (DMSO) כדי בקבוקון 5 מ&quot;ל עם שבשבת ספין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2 פתרון hydrochloride hydroxylamine מ&quot;ל (פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2 פתרון triethanolamine מ&quot;ל (ב פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חום שווי בחוזקה, מקום שחומם מראש (80 ° C)בלוק אה או באמבט מים ומערבבים במשך 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל עם פתרון חומצה באמצעות Titrator אוטומטי לנקודת הקצה, ואת נקודת סיום שיא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת בלנק B: אם חומצה מינרלית חשוד להיות נוכח המדגם, להוסיף 0.5 מ&quot;ל DMSO 5 מ&quot;ל בקבוקון עם שבשבת ספין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2 פתרון triethanolamine מ&quot;ל (ב פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שווי בחוזקה ומערבבים על 80 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את המדגם לכלי טיטרציה, שטיפת מספר פעמי בקבוקון תגובה בנפרד עם אתנול ומים בפרופורציות לעשות פתרון 80% סופי של אתנול / מים. לכייל עם פתרון החומצה באמצעות Titrator אוטומטי לנקודת הקצה. רשום את נקודת הסיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלוש פעמים יש לחזור על התהליך כדי להשיג שלוש נקודות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אימות של שיטת שימוש קרבוניל ידוע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול ~ 100 מ&quot;ג של 4- (benzyloxy) benzaldehyde (4-BBA) כדי בקבוקון 5 מ&quot;ל, להקליט את המשקל בפועל, להוסיף שבשבת ספין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 0.5 מ&quot;ל DMSO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לְהִתְמוֹסֵסהמדגם בתמיסה hydrochloride hydroxylamine 2 מ&quot;ל (פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2 פתרון triethanolamine מ&quot;ל (ב פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את המכסה בחוזקה ומערבבים על 80 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את המדגם לכלי טיטרציה, שטיפת מספר פעמי בקבוקון תגובה בנפרד עם אתנול ומים בפרופורציות לעשות פתרון 80% סופי של אתנול / מים. לכייל עם פתרון החומצה באמצעות Titrator אוטומטי לנקודת הקצה. רשום את נקודת הסיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על התהליך שלוש פעמים, כדי להשיג שלוש נקודות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח של שמן ביו שימוש בשיטה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול קרוב ל -100 מ&quot;ג של שמן ביו 5 הבקבוקון מ&quot;ל, להקליט את המשקל בפועל ולהוסיף שבשבת ספין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 0.5 מ&quot;ל DMSO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממס את הדגימה בתמיסת hydrochloride hydroxylamine 2 מיליליטר (פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2 פתרון triethanolamine מ&quot;ל (ב פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את המכסה בחוזקה ומערבבים על 80 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ה העברהמדגם E לכלי טיטרציה, שטיפת בקבוקון תגובה מספר פעמים בנפרד עם אתנול ומים בפרופורציות לעשות פתרון 80% סופי של אתנול / מים. לכייל עם פתרון החומצה באמצעות Titrator אוטומטי לנקודת הקצה. רשום את נקודת הסיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על התהליך שלוש פעמים, כדי להשיג שלוש נקודות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> C בלנק: אם חומצה מינרלית חשוד להיות נוכח המדגם, שוקל קרוב ל -100 מ&quot;ג של ביו-שמן לתוך בקבוקון 5 מ&quot;ל, להקליט את משקל ולהוסיף שבשבת ספין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 0.5 מ&quot;ל DMSO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 2 פתרון triethanolamine מ&quot;ל (ב פתרון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שווי בחוזקה ומערבבים על 80 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את המדגם לכלי טיטרציה, שטיפת מספר פעמי בקבוקון תגובה בנפרד עם אתנול ומים בפרופורציות לעשות פתרון 80% סופי של אתנול / מים. לכייל עם פתרון החומצה באמצעות Titrator אוטומטי לנקודת הקצה. רשום את נקודת הסיום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלוש פעמים יש לחזור על התהליך כדי להשיג שלוש נקודות. </li></ol></li></ol> 4. חישובים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקינה של פתרון המאגר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את הריכוז של תמיסת חומצה (mol / L) באמצעות המשוואה הבאה. משקלו של סודיום קרבונט יבש בגרמים הוא w 1, טוהר כתוב כשבר (כלומר, 99% הוא 0.99), ואת נקודת הסיום נמצאת מ&quot;ל. <img alt="משוואה 1" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq1.jpg" /></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אימות של שיטת שימוש קרבוניל ידוע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את הריכוז של 4BBA (mol / L) במדגם באמצעות המשוואה הבאה. משקלו של ה- 4BBA בגרמים הוא w 2, טוהר 4BBA כתוב כשבר (כלומר, 99% הוא 0.99), את הריכוז של תמיסת חומצה (mol / L) הוא [חומצה], את triethanolamine / hydroxylamine • HCl נקודת הסיום ריק הוא EP ראשון (הערך הממוצע של שלושה כדורי סרק, ב מ&quot;ל), ואת נקודת הסיום היא EP (ב מ&quot;ל). &lt;br /&gt; <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq2.jpg" /></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח של ביו-שמן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את הריכוז של קרבונילים ביו-שמנים [CO] (mmol / g-ביו שמן) באמצעות המשוואה הבאה. משקלו של ביו שמן בגרמים הוא w 3, ריכוז של פתרון חומצה (mol / L) הוא [חומצה], את triethanolamine / hydroxylamine • נקודות קצה ריק HCl הוא EP ראשון (הערך הממוצע של שלושה כדורי סרק מ&quot;ל) , ואת נקודת הסיום היא EP (ב מ&quot;ל). <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq3.jpg" /></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תיקון חומצה הערה: הנוכחות של חומצות מינרליים או חומצות אורגניות עם pKa &lt;2 יכולה לגרום ערכים קרבוניל נמוכים באופן מלאכותי בשל התגובה של החומצה עם triethanolamine. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם זה על פי החשד, לבצע את החסר כמפורט בסעיפים 3.2.6 ו 3.4.8. המשקל של שמן ביו במדגם בגרמים הואw 3, EP הוא נקודת הסיום של המדגם ו- EP ראשון הוא ריק triethanolamine / hydroxylamine. EP BB הוא נקודת הסיום של B בלנק, EP לפנה&quot;ס הוא נקודת הסיום של C בלנק משקל (גרם) של שמן משומש ב- C בלנק הוא w לפנה&quot;ס: <img alt="משוואה 4" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq4.jpg" /> לקבלת דוגמיות ביו-שמן המכילים חומצה אצטית בעיקר, זהו צעד מיותר. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Oasmaa, A., Kuoppala, E., Solantausta, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+pyrolysis+of+forestry+residue.+2.+physicochemical+composition+of+product+liquid.">Fast pyrolysis of forestry residue. 2. physicochemical composition of product liquid.</a> Energy Fuels. 17 (2), 433-443 (2003).</li><li>Olarte, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stabilization+of+Softwood-Derived+Pyrolysis+Oils+for+Continuous+Bio-oil+Hydroprocessing.">Stabilization of Softwood-Derived Pyrolysis Oils for Continuous Bio-oil Hydroprocessing.</a> Top. Catal. 59 (1), 55-64 (2016).</li><li>Nicolaides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The chemical characterization of pyrolytic oils. , (1984).</li><li>Oasmaa, A., Korhonen, J., Kuoppala, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+approach+for+stability+measurement+of+wood-based+fast+pyrolysis+bio-oils.">An approach for stability measurement of wood-based fast pyrolysis bio-oils.</a> Energy Fuels. 25 (7), 3307-3313 (2011).</li><li>Chen, C. L., Lin, S. Y., Dence, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in Lignin Chemistry. , 446-457 (1992).</li><li>Scholze, B., Hanser, C., Meier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+water-insoluble+fraction+from+fast+pyrolysis+liquids+(pyrolytic+lignin)+Part+II.+GPC,+carbonyl+groups,+and+13C-NMR.">Characterization of the water-insoluble fraction from fast pyrolysis liquids (pyrolytic lignin) Part II. GPC, carbonyl groups, and 13C-NMR.</a> J. Anal. Appl. Pyrolysis. 58-59, 387-400 (2001).</li><li>Bayerbach, R., Meier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+water-insoluble+fraction+from+fast+pyrolysis+liquids+(pyrolytic+lignin).+Part+IV:+Structure+elucidation+of+oligomeric+molecules.">Characterization of the water-insoluble fraction from fast pyrolysis liquids (pyrolytic lignin). Part IV: Structure elucidation of oligomeric molecules.</a> J. Anal. Appl. Pyrolysis. 85 (1-2), 98-107 (2009).</li><li>Faix, O., Andersons, B., Zakis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Carbonyl+Groups+of+Six+Round+Robin+Lignins.">Determination of Carbonyl Groups of Six Round Robin Lignins.</a> Holzforschung. 52, 268-272 (1998).</li><li>Black, S., Ferrell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Carbonyl+Groups+in+Pyrolysis+Bio-oils+Using+Potentiometric+Titration:+Review+and+Comparison+of+Methods.">Determination of Carbonyl Groups in Pyrolysis Bio-oils Using Potentiometric Titration: Review and Comparison of Methods.</a> Energy Fuels. 30 (2), 1071-1077 (2016).</li><li>Ferrell, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardization+of+Chemical+Analytical+Techniques+for+Pyrolysis+Bio-oil:+History,+Challenges,+and+Current+Status+of+Methods.">Standardization of Chemical Analytical Techniques for Pyrolysis Bio-oil: History, Challenges, and Current Status of Methods.</a> Biofuels, Bioprod. Biorefin. 10, 496-507 (2016).</li></ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

עקומות טיטרציה נציג מוצגות באיור 2. טיטרציה ריק, כמו גם טיטרציה למדגם שמן פירוליזה, מוצגים. יתר על כן, בנגזרת הראשונה של עקומת טיטרציה (dpH / DV) מוצגת, המאפשר זיהוי קל של נקודת קצה טיטרציה. טבלת ההבלעה על איור 2 מציג נתונים בשלושה עותקים עבור שניהם שמן פיר...

בעוד שמנים ביו פירוליזה מורכבים מגוון גדול של תרכובות קבוצות פונקציונליות כימיות, כימות של קבוצות קרבוניל חשובה במיוחד. קרבונילים ידועים להיות אחראי על חוסר היציבות של שמן ביו במהלך כאחסון 1 ועיבוד 2. שיטת טיטרציה המוצגת כאן היא טכניקה פשוטה שיכול לכמת את התוכן קרבוניל הכולל מהימן של שמנים ביו. רק קבוצות פונקציונליות אלדהיד ו קיטון הם לכמת בשיטה זו; קבוצות חומצה קרבוקסילית lactone אינם לכמת. באשר לניתוח-שמני ביו, כימות של קבוצות קרבוניל ידי טיטרציה הושגה באופן מסורתי בשיטת Nicolaides 3. שיטה זו כבר בשימוש נפוץ בספרות ביו-שמן 4, 5, 6, 7. זההליך פשוט שבו קרבונילים מומרים אוקסים המקבילים (ראה איור 1). ה- HCL המשוחררת מגיבה עם פירידין לכפות על שיווי המשקל עד להשלמתו. החומצה המצומד של פירידין הוא טיטרציה עם כמות ידועה של NaOH (בסיס titrant). מספר ושווי של NaOH בשימוש הוא stoichiometrically שווה שומות של ההווה קרבוניל הביו-שמן. שיטת Nicolaides, לעומת זאת, יש מספר מגבלות. זה יכול לדרוש זמני תגובה העולה על 48 שעות כדי להגיע לשלמות. זה מגביל קשות תפוקה מדגמת. הוא מנצל פירידין, שהוא רעיל. משקולות לדוגמא של 1 עד 2 גרם נדרשים. משקל המדגם הוא תלוי בכמות של ההווה HCl hydroxylamine והתוכן קרבוניל של המדגם. אם אומדן ראשוני של משקל המדגם המשמש אינם נכונים, טיטרציה יש צורך לחזור. Faix et al. 8 פיתחו שיטה ששונה here כדי לטפל בבעיות של השיטה Nicolaides. התגובה מתבצעת על 80 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות, ובכך להגדיל את התפוקה המדגם. פירידין הוחלף triethanolamine, שהוא כימיקל רעיל פחות. גודל המדגם, ניתן להפחית עד 100 עד 150 מ&quot;ג. Triethanolamine צורכת את HCl המשוחררת, נהיגת התגובה להשלמה triethanolamine שתתה רק היא טיטרציה ישירות. טיטרציה משני של hydroxylamine הוא מיותר. השוואת שיטות טיטרציה אלה הראתה כי שיטת Nicolaides מזלזלת באופן משמעותי תוכן קרבוניל של 9 שמנים ביו. השיטה המתוארת כאן יש הבדל בין השיטה המקורית 8 לחול יותר לניתוח-שמנים ביו פירוליזה. שיטה זו פותחה עבור הניתוח-שמנים ביו פירוליזה הגלם, אבל זה כבר מיושם בהצלחה סוגים אחרים של שמנים הנגזר ביומסה, כולל שמני ביו hydrotreated. Additionally, בשיטה זו נעשה שימוש כדי לעקוב אחר שינויים בתוכן קרבוניל במהלך ההזדקנות ושדרוג שניהם.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="818">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:403px;">Analytical balance</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">accurate to 0.1 mg</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:403px;">dry block heater with magnetic stirrer, or hot water bath with magnetic stirrer</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:403px;">Automatic titrator</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>We used a Metrohm Titrando 809 automatic titrator, though other equivalent systems are acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:403px;">Deionized water</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:403px;">Ethanol (reagent grade)</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CAS # 64-17-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydroxylamine hydrochloride&#160;</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CAS # 5470-11-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triethanolamine&#160;</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CAS #102-71-6</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydrochloric acid (37%)&#160;</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CAS # 7647-01-0</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Carbonate (primary standard)&#160;</td>
			<td style="width:131px;">SigmaAldrich</td>
			<td align="right" style="width:119px;">223484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4-(benzyloxy)benzaldehyde&#160;</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CAS # 4397-53-9</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dimethyl sulfoxide</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>CAS # 67-68-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5 mL glass Reacti-vials with solid lid and teflon spinvane</td>
			<td style="width:131px;">Thermoscientific</td>
			<td style="width:119px;">TS-13223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">200 mL volumetric flask</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Volumetric or mechanical pipettes</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determination of carbonyl functional groups in bio-oils by potentiometric titration: the faix method

תרכובות קרבוניל נוכחות-שמני ביו ידועות להיות אחראי שינויים ברכוש ביו-שמן על אחסון ובמהלך השדרוג. באופן ספציפי, קרבונילים לגרום לעלייה צמיגות (המכונה לעתים קרובות &quot;הזדקנות&quot;) במהלך האחסון של שמנים ביו. ככזה, תוכן קרבוניל בעבר נעשה שימוש כשיטת מעקב הזדקנות ביו-נפט תגובות עיבוי עם השתנות פחות מדידות צמיגות. בנוסף, קרבונילים אחראים גם היווצרות קוקאין בתהליכי שדרוג ביו-שמן. לאור החשיבות של קרבונילים ביו-שמנים, שיטות אנליטיות מדויקות הכימות שלהם חשובות מאוד עבור קהילת הביו-השמן. שיטות טיטרציה פוטנציומטריים מבוססות על oximation קרבוניל כבר מזמן משמשות לקביעת תוכן קרבוניל שמנים ביו פירוליזה. כאן, אנו מציגים שינוי של נהלי oximation קרבוניל המסורתיים המביא זמן תגובה פחות, גודל מדגם קטן, דיוק גבוה, ועוד ACCקביעות קרבוניל urate. בעוד קרבוניל המסורתי שיטות oximation להתרחש בטמפרטורת חדר, שיטת Faix המוצגת כאן מתרחשת בטמפרטורה גבוהה של 80 מעלות צלזיוס.

<html> עקומת טיטרציה טיפוסית מורכבת באותה עמדת קצה, כפי שמוצגת באיור 2. titrations האופיינית הוא מדגם ביו-שמן גלם, טיטרציה ריקה, מוצג. כנקודת הסיום טמון בנקודת הפיתול בעקום טיטרציה; ניתן לזהות את נקודת הסיום בקלות על ידי התוויית בנגזרת הראשונה של עקו...

Watch this Scientific Journal Video about Determination of Carbonyl Functional Groups in Bio-oils by Potentiometric Titration: The Faix Method at JoVE.com

Determination of Carbonyl Functional Groups in Bio-oils by Potentiometric Titration: The Faix Method

Here we present a potentiometric titration technique for accurately quantifying carbonyl compounds in pyrolysis bio-oils.

קביעת קבוצות פונקציונליות קרבוניל Bio-שמנים ידי טיטרציה פוטנציומטריים: שיטת Faix

Carbonyl compounds present in bio-oils are known to be responsible for bio-oil property changes upon storage and during upgrading. Specifically, carbonyls ...

determination-carbonyl-functional-groups-bio-oils-potentiometric

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Organic Chemistry

Analytical Chemistry

Chemistry

Unit 1

Aldehydes and Ketones

Complexometric Titration, Precipitation Titration, and Gravimetry

SCIENTISTS IN ACTION

11.0K Views.  National Renewable Energy Laboratory. Here we present a potentiometric titration technique for accurately quantifying carbonyl compounds in pyrolysis bio-oils.

Video: Determination of Carbonyl Functional Groups in Bio-oils by Potentiometric Titration: The Faix Method

Determination of the Gas-phase Acidities of Oligopeptides

Amino acid residues located at different positions in folded proteins often exhibit different degrees of acidities. For example, a cysteine residue located at or near the N-terminus of a helix is often more acidic than that at or near the C-terminus 1-6. Although extensive experimental studies on the acid-base properties of peptides have been carried out in the condensed phase, in particular in aqueous solutions 6-8, the results are often complicated by solvent effects 7. In fact, most of the active sites in proteins are located near the interior region where solvent effects have been minimized 9,10. In order to understand intrinsic acid-base properties of peptides and proteins, it is important to perform the studies in a solvent-free environment.
We present a method to measure the acidities of oligopeptides in the gas-phase. We use a cysteine-containing oligopeptide, Ala3CysNH2 (A3CH), as the model compound. The measurements are based on the well-established extended Cooks kinetic method (Figure 1) 11-16. The experiments are carried out using a triple-quadrupole mass spectrometer interfaced with an electrospray ionization (ESI) ion source (Figure 2). For each peptide sample, several reference acids are selected. The reference acids are structurally similar organic compounds with known gas-phase acidities. A solution of the mixture of the peptide and a reference acid is introduced into the mass spectrometer, and a gas-phase proton-bound anionic cluster of peptide-reference acid is formed. The proton-bound cluster is mass isolated and subsequently fragmented via collision-induced dissociation (CID) experiments. The resulting fragment ion abundances are analyzed using a relationship between the acidities and the cluster ion dissociation kinetics. The gas-phase acidity of the peptide is then obtained by linear regression of the thermo-kinetic plots 17,18.
The method can be applied to a variety of molecular systems, including organic compounds, amino acids and their derivatives, oligonucleotides, and oligopeptides. By comparing the gas-phase acidities measured experimentally with those values calculated for different conformers, conformational effects on the acidities can be evaluated.

The determination of the gas-phase acidities of cysteine-containing oligopeptides is described. The experiments are performed using a triple quadrupole mass spectrometer. The relative acidities of the peptides are measured using collision-induced dissociation experiments, and the quantitative acidities are determined using the extended Cooks kinetic method.

קביעת Acidities גז השלב של Oligopeptides

Amino acid residues located at different positions in folded proteins often exhibit different degrees of acidities. For example, a cysteine residue ...

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox reactions. The Cu (I) complex of the peptide model of a Cu (I) binding metallochaperone protein, which includes the sequence MTCSGCSRPG (underlined is conserved), was determined in solution under inert conditions by NMR spectroscopy.
NMR is a widely accepted technique for the determination of solution structures of proteins and peptides. Due to difficulty in crystallization to provide single crystals suitable for X-ray crystallography, the NMR technique is extremely valuable, especially as it provides information on the solution state rather than the solid state. Herein we describe all steps that are required for full three-dimensional structure determinations by NMR. The protocol includes sample preparation in an NMR tube, 1D and 2D data collection and processing, peak assignment and integration, molecular mechanics calculations, and structure analysis. Importantly, the analysis was first conducted without any preset metal-ligand bonds, to assure a reliable structure determination in an unbiased manner.

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

The NMR-solution structure of a metallochaperone model peptide with Cu (I) was determined, and a detailed protocol from sample preparation and 1D and 2D data collection to a three-dimensional structure is described.

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Preparation and Use of Carbonyl-decorated Carbenes in the Activation of White Phosphorus

Here we present a protocol for the synthesis of two distinct carbonyl-decorated carbenes. Both carbenes can be prepared using nearly identical procedures in multi-gram scale quantities. The goal of this manuscript is to clearly detail how to handle and prepare these unique carbenes such that a synthetic chemist of any skill level can work with them. The two carbenes described are a diamidocarbene (DAC, carbene 1) and a monoamidoaminocarbene (MAAC 2). These carbenes are highly electron-deficient and as such display reactivity profiles that are atypical of more traditional N-heterocyclic carbenes. Additionally, these two carbenes only differ in their electrophilic character and not their steric parameters, making them ideal for studying how carbene electronics influence reactivity. To demonstrate this phenomenon, we are also describing the activation of white phosphorus (P4) using these carbenes. Depending on the carbene used, two very different phosphorus-containing compounds can be isolated. When the DAC 1 is used, a tris(phosphaalkenyl)phosphane can be isolated as the exclusive product. Remarkably however, when MAAC 2 is added to P4 under identical reaction conditions, an unexpected carbene-supported P8&#160;allotrope of phosphorus is isolated exclusively. Mechanistic studies demonstrate that this carbene-supported P8allotrope forms via a [2+2] cycloaddition dimerization of a transient diphosphene which has been trapped by treatment with 2,3-dimethyl-1,3-butadiene.

Here, we present a protocol for the synthesis of two carbonyl-decorated carbenes. The protocol makes these interesting compounds readily available to chemists of all skill levels. In addition to the synthesis of these two carbenes, their use in the activation of white phosphorus is also described.

הכנה ושימוש בקרבנים מעוטרים קרבוניל בהפעלה של זרחן לבן

Here we present a protocol for the synthesis of two distinct carbonyl-decorated carbenes. Both carbenes can be prepared using nearly identical procedures ...

Layer-by-layer Synthesis and Transfer of Freestanding Conjugated Microporous Polymer Nanomembranes

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in combination with their outstanding thermal and chemical stability, and low densities. However, their insoluble nature causes problems in their processing since usually applied techniques such as spin coating are not available. Especially for membrane applications, where the processing of CMP as thin films is desirable, the processing problems have hindered their commercial application.
Here we describe the interfacial synthesis of CMP thin films on functionalized substrates via molecular layer-by-layer (l-b-l) synthesis. This process allows the preparation of films with desired thickness and composition and even desired composition gradients.
The use of sacrificial supports allows the preparation of freestanding membranes by dissolution of the support after the synthesis. To handle such ultra-thin freestanding membranes the protection with sacrificial coatings showed great promise, to avoid rupture of the nanomembranes. To transfer the nanomembranes to the desired substrate, the coated membranes are upfloated at the air-liquid interface and then transferred via dip coating.

In this paper we describe the interfacial synthesis of conjugated microporous polymers (CMP) on sacrificial substrates, and the dissolution of the substrate for the preparation of freestanding CMP nanomembranes. In addition, we will describe how the fragile nanomembranes can be transferred to other substrates.

סינתזה והעברה של אוב Nanomembranes פולימר Microporous Conjugated שכבה אחר שכבה

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the development of antibody drug conjugates (ADCs) and nanomedicine, fluorescent microscopy and systems chemistry. For many of these applications, specificity of the bioconjugation method used is of prime concern. The Michael addition of maleimides with cysteine(s) on the target proteins is highly selective and proceeds rapidly under mild conditions, making it one of the most popular methods for protein bioconjugation.
We demonstrate here the modification of the only surface-accessible cysteine residue on yeast cytochrome c with a ruthenium(II) bisterpyridine maleimide. The protein bioconjugation is verified by gel electrophoresis and purified by aqueous-based fast protein liquid chromatography in 27% yield of isolated protein material. Structural characterization with MALDI-TOF MS and UV-Vis is then used to verify that the bioconjugation is successful. The protocol shown here is easily applicable to other cysteine - maleimide coupling of proteins to other proteins, dyes, drugs or polymers.

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

This protocol details the important steps required for the bioconjugation of a cysteine containing protein to a maleimide, including reagent purification, reaction conditions, bioconjugate purification and bioconjugate characterization.

סינתזה של חלבון Bioconjugates<em&gt; דרך</em&gt; כימיה ציסטאין-maleimide

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline earth-liquid metal alloys as functions of both composition and temperature in order to acquire thermodynamic data. The cell consists of a chemically stable solid-state CaF2-AF2 electrolyte (where A is the alkaline-earth element such as Ca, Sr, or Ba), with binary A-B alloy (where B is the liquid metal such as Bi or Sb) working electrodes, and a pure A metal reference electrode. Emf data are collected over a temperature range of 723 K to 1,123 K in 25 K increments for multiple alloy compositions per experiment and the results are analyzed to yield activity values, phase transition temperatures, and partial molar entropies/enthalpies for each composition.

This protocol describes the measurement of the electromotive force of alkaline-earth elements in liquid metal alloys at high temperatures (723-1,123 K) to determine their thermodynamic properties, including activity, partial molar entropy, partial molar enthalpy, and phase transition temperatures, over a wide composition range.

קביעת מאפייני תרמודינמי בסגסוגות מתכת עפרורית נוזלי בטכניקה כוח אלקטרו מניע

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Preparation of Functional Silica Using a Bioinspired Method

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally purify the same by acid elution. By combining sodium silicate with a polyfunctional bioinspired additive, silica is rapidly formed at ambient conditions upon neutralization. 
The effect of neutralization rate and biomolecule addition point on silica yield are investigated, and biomolecule immobilization efficiency is reported for varying addition point. In contrast to other porous silica synthesis methods, it is shown that the mild conditions required for bioinspired silica synthesis are fully compatible with the encapsulation of delicate biomolecules. Additionally, mild conditions are used across all synthesis and modification steps, making bioinspired silica a promising target for the scale-up and commercialization as both a bare material and active support medium.
The synthesis is shown to be highly sensitive to conditions, i.e., the neutralization rate and final synthesis pH, however tight control over these parameters is demonstrated through the use of auto titration methods, leading to high reproducibility in reaction progression pathway and yield. 
Therefore, bioinspired silica is an excellent active material support choice, showing versatility towards many current applications, not limited to those demonstrated here, and potency in future applications.

Here, we present a protocol to synthesize bioinspired silica materials and immobilize enzymes therein. Silica is synthesized by combining sodium silicate and an amine &#39;additive&#39;, which neutralize at a controlled rate. Material properties and function can be altered either by in situ enzyme immobilization or post-synthetic acid elution of encapsulated additives.

הכנת סיליקה פונקציונלי באמצעות שיטת Bioinspired

The goal of the protocols described herein is to synthesize bioinspired silica materials, perform enzyme encapsulation therein, and partially or totally ...

Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of F&#8722;

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound electrons with neutral molecules/atoms. State-of-the-art in vacuo anion generation techniques allow application to a broad range of atomic, molecular, and cluster anion systems. These are separated and selected using time-of-flight mass spectrometry. Electrons are removed by linearly polarized photons (photo detachment) using table-top laser sources which provide ready access to excitation energies from the infra-red to the near ultraviolet. Detecting the photoelectrons with a velocity mapped imaging lens and position sensitive detector means that, in principle, every photoelectron reaches the detector and the detection efficiency is uniform for all kinetic energies. Photoelectron spectra extracted from the images via mathematical reconstruction using an inverse Abel transformation reveal details of the anion internal energy state distribution and the resultant neutral energy states. At low electron kinetic energy, typical resolution is sufficient to reveal energy level differences on the order of a few millielectron-volts, i.e., different vibrational levels for molecular species or spin-orbit splitting in atoms. Photoelectron angular distributions extracted from the inverse Abel transformation represent the signatures of the bound electron orbital, allowing more detailed probing of electronic structure. The spectra and angular distributions also encode details of the interactions between the outgoing electron and the residual neutral species subsequent to excitation. The technique is illustrated by the application to an atomic anion (F&#8722;), but it can also be applied to the measurement of molecular anion spectroscopy, the study of low lying anion resonances (as an alternative to scattering experiments) and femtosecond (fs) time resolved studies of the dynamic evolution of anions.

Here, we present a protocol for photoelectron imaging of anionic species. Anions generated in vacuo and separated by mass spectrometry are probed using velocity mapped photoelectron imaging, providing details of anion and neutral energy levels, anion and neutral structure and the nature of the anion electronic state.

Photoelectron הדמיה של אניונים מאויר על ידי ניתוק 310 ננומטר F−

Anion photoelectron imaging is a very efficient method for the study of energy states of bound negative ions, neutral species and interactions of unbound ...

A Facile Synthetic Method to Obtain Bismuth Oxyiodide Microspheres Highly Functional for the Photocatalytic Processes of Water Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of materials is highly related to its photocatalytic performance, it is necessary to standardize the synthetic methods in order to obtain the most functional architectures and, thus, the highest photocatalytic efficiency. Here, we report a reliable route to obtain BiOI microspheres via the solvothermal process, using Bi(NO3)3 and potassium iodide (KI) as precursors, and ethylene glycol as a template. The synthesis is standardized in a 150 mL autoclave, at 126 &#176;C for 18 h. This results in 2-3 &#181;m-sized mesoporous microspheres, with a relevant specific surface area (61.3 m2/g). Shortening the reaction times in the synthesis results in amorphous structures, while higher temperatures lead to a slight increase in the porosity of the microspheres, with no effect in the photocatalytic performance. The materials are photo-active under UV-A/visible light irradiation for the degradation of the antibiotic ciprofloxacin in water. This method has demonstrated to be effective in interlaboratory tests, obtaining similar BiOI microspheres in Mexican and Chilean research groups.

This article describes a synthetic method to obtain bismuth oxyiodide microspheres, which are highly functional to perform the photocatalytic removal of organic pollutants, such as ciprofloxacin, in water under UV-A/visible light irradiation.

שיטה סינתטית נתיישב כדי להשיג Oxyiodide Microspheres ביסמוט פונקציונליים מאוד עבור תהליכי Photocatalytic מים Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of ...

Isotopic Effect in Double Proton Transfer Process of Porphycene Investigated by Enhanced QM/MM Method

The single deuterium substitution in porphycene leads to an asymmetric molecular geometry, which may affect the double proton transfer process in the porphycene molecule. In this study, we applied an enhanced QM/MM method called SITS-QM/MM to investigate hydrogen/deuterium (H/D) isotope effects on the double proton transfer in porphycene. Distance changes in SITS-QM/MM molecular dynamics simulations suggested that the deuterium substituted porphycene adopted the stepwise double proton transfer mechanism. The structural analysis and the free energy shifts of double proton transfer process indicated that the asymmetric isotopic substitution subtly compressed the covalent hydrogen bonds and may alter the original transition state location.

A protocol that uses enhanced QM/MM method to investigate the isotopic effect on the double proton transfer process in porphycene is presented here.

אפקט איזונושא בתהליך העברת פרוטונים כפול של פורקן נחקר על-ידי שיטת QM/MM משופרת

The single deuterium substitution in porphycene leads to an asymmetric molecular geometry, which may affect the double proton transfer process in the ...