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        藻類水熱液化產(chǎn)物生物油分離純化及組分分析

        2015-08-22 11:07:04方麗娜陳宇劉婭吳可荊吳玉龍楊明德
        化工學(xué)報(bào) 2015年9期
        關(guān)鍵詞:乙醚餾分柱層析

        方麗娜,陳宇,劉婭,吳可荊,吳玉龍,楊明德

        (1石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆 石河子 832003;2清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院,北京 100084)

        引 言

        近年來,隨著化石能源的日趨枯竭和使用化石資源所造成的環(huán)境污染問題,開發(fā)新的可再生能源已經(jīng)成為不可回避的主題。在眾多可再生能源中,生物質(zhì)能因具有清潔無污染、儲(chǔ)量豐富等顯著優(yōu)勢(shì)而廣受關(guān)注[1]。其中,微藻由于具有光合作用強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短、不占用耕地面積、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),成為研究的熱點(diǎn)[2-3]。在微藻眾多轉(zhuǎn)化方法中,以亞/超臨界水作為反應(yīng)介質(zhì)的水熱液化法可以有效轉(zhuǎn)化微藻中的主要生化組分[4],無須對(duì)原料進(jìn)行干燥,降低了過程的能耗,該方法已成為微藻能源化利用中最具有潛力的方法之一[5]。

        微藻水熱液化所得生物油的組成復(fù)雜,當(dāng)前對(duì)生物油組分的分析主要以GC-MS為主,存在很大的局限;為了拓展其應(yīng)用領(lǐng)域以及進(jìn)一步揭示液化機(jī)理,有必要對(duì)其組成信息進(jìn)行更詳盡的了解。鑒于此,分離純化成為深入剖析生物油組分的一種行之有效的方法[6]。迄今為止,用于生物油分離純化所采用的技術(shù)主要包括蒸餾[7]、溶劑萃取[6,8]、超臨界萃取[9-10]和柱層析[11-14]等技術(shù)。蒸餾法只能使不同程度的餾分富集,無法進(jìn)一步得到單一的化學(xué)品[7];溶劑分離雖簡(jiǎn)單、快速,但是萃取劑與被萃取組分的分離較難,這一缺點(diǎn)限制了溶劑萃取在生物油分離上的應(yīng)用[6];超臨界CO2萃取目前在生物油的分離方面應(yīng)用較少,存在成本高、投資大的缺點(diǎn)[9]。柱層析是一種重要的分離純化技術(shù)。柱層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而得到分離,一般情況下極性較大的物質(zhì)易被硅膠吸附,極性較弱的物質(zhì)不易被硅膠吸附,整個(gè)層析過程即是吸附、解吸、再吸附、再解吸過程[15]。由于其具有分離量大、載樣品多、操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單、能在單位時(shí)間內(nèi)獲得較多量分離組分等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用在有機(jī)合成與天然產(chǎn)物的分離純化等方面,例如蝦青素、茶多酚等生物活性組分的分離純化[16-17]。工業(yè)上柱層析已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中草藥有效成分的分離提純、高純物質(zhì)制備、石油制品的精制以及有機(jī)物質(zhì)的脫水精制[10]。

        目前,柱層析法分離純化生物油也已經(jīng)得到了認(rèn)可。張素萍等[18]應(yīng)用柱層析法將木屑快速裂解油分離成3種組分:正庚烷淋洗得到脂肪烴,苯淋洗得到芳香烴,甲醇淋洗得到極性組分。李世光等[19]利用柱層析法對(duì)杏核和玉米芯快速熱解油進(jìn)行分離,也得出3個(gè)餾分:環(huán)己烷洗脫的芳香化合物,苯洗脫的單環(huán)酚類化合物,甲醇洗脫的極性化合物。Onay等[10]利用柱層析法將堅(jiān)果殼熱解生物油以正己烷、甲苯和二氯甲烷/甲醇(1:1,體積)為淋洗劑,硅膠為固定相,從生物油中分離出脂肪族、芳香族和極性物質(zhì)等。Wang等[14]則采用柱層析法對(duì)木焦油原液組分柱層析分離效果進(jìn)行了考察,以層析硅膠為柱填料,比較了不同洗脫系統(tǒng)(環(huán)己烷-苯-甲醇溶劑體系和環(huán)己烷-二氯甲烷-甲醇溶劑體系)對(duì)組分的分離效果,研究結(jié)果表明柱層析對(duì)于分離木焦油具有非常好的效果。所含組分提供更全面的信息。上述研究成果主要是針對(duì)木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)熱解所得生物油。而有關(guān)藻類生物油的分離純化尚未見報(bào)道。眾所周知,藻類生物質(zhì)的生化組分與木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)存在很大的差異,其液化產(chǎn)物也不盡相同。因此,很有必要對(duì)藻類液化產(chǎn)物進(jìn)行分離純化,為藻類生物油組分分布提供更全面的信息。此外,為了取得較好的分離效果,選用萃取-柱層析結(jié)合的方法來分析生物油。Oasmaa等[20]對(duì)生物油萃取分析,先用正己烷萃取,分為正己烷溶解組分和不溶組分,將正己烷不溶組分用蒸餾水分餾,溶于水的部分用二乙醚萃取,不溶于水的部分用二氯甲烷萃取,可以得到較多的生物油組分信息。徐紹平等[21]將杏核熱解油經(jīng)過萃取-柱層析分離得到瀝青烯、酸性組分、環(huán)己烷洗脫餾分、苯洗脫餾分、甲醇洗脫餾分和酚類化合物。通過FT-IR和GC-MS等手段對(duì)這幾種餾分分析發(fā)現(xiàn),萃取-柱層析相結(jié)合能很好地將生物油分離。

        鑒于此,本文擬通過柱層析的方法對(duì)杜氏鹽藻水熱液化生物油進(jìn)行分離純化。先對(duì)液化生物油采用正己烷、二氯甲烷和乙醚進(jìn)行溶劑分割,然后將二氯甲烷相進(jìn)行柱層析分析,所得產(chǎn)物采用二次質(zhì)譜和FT-IR進(jìn)行分析,正己烷相和乙醚相通過GC-MS和FT-IR分析。有望拓展藻類生物油的應(yīng)用領(lǐng)域,也為藻類進(jìn)一步資源化利用提供理論基礎(chǔ)。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 材料與儀器

        本實(shí)驗(yàn)所用的原料為西安微藻生物技術(shù)有限公司提供的杜氏鹽藻(組分及成分分析如表1所示),曬干后將其研磨粉碎,過0.18~0.25 mm Tyler標(biāo)準(zhǔn)篩后制成樣品。使用前將藻渣放入烘箱中于 105℃下干燥12 h,然后置于干燥箱備用;采用的化學(xué)試劑由北京化工廠提供,石油醚(60~90℃)、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇規(guī)格均為分析純,柱層析用硅膠以及薄層層析用硅膠均由青島海洋化工廠提供。

        表1 杜氏鹽藻分析結(jié)果 Table 1 Analysis results of D.tertiolecta

        圖1 杜氏鹽藻水熱液化實(shí)驗(yàn)流程 Fig.1 Procedure for separation of reaction products

        1.2 生物油的制備

        生物油按文獻(xiàn)[22]所報(bào)道的方法制備,具體步驟如下:按料液比(質(zhì)量比)1:10準(zhǔn)確稱取一定量的杜氏鹽藻粉和蒸餾水,將兩者放于燒杯中用玻璃棒攪拌均勻,加入反應(yīng)釜內(nèi)(美國Parr反應(yīng)釜),密封。設(shè)置反應(yīng)溫度360℃,攪拌速度為300 r·min-1,當(dāng)溫度達(dá)到反應(yīng)所需溫度后,保持30 min,反應(yīng)結(jié)束后,停止加熱,反應(yīng)釜自然冷卻至室溫。反應(yīng)產(chǎn)物的分離純化流程依據(jù)文獻(xiàn)[20]的流程進(jìn)行,具體步驟如下:反應(yīng)釜冷卻后,氣體直接排空,反應(yīng)釜壁和管路先用正己烷洗滌3次,靜置分離后,減壓蒸餾溶劑得到正己烷相;反應(yīng)釜壁和管路再用二氯甲烷清洗,并與正己烷不溶相混合,靜置分離出有機(jī)相后,減壓蒸餾得到二氯甲烷相;剩余液經(jīng)抽濾后濾液再經(jīng)乙醚反萃取3次,合并后蒸出溶劑得到乙醚相;濾渣置于105℃的烘箱中干燥24 h,得到固體殘?jiān)ㄈ鐖D1所示)。

        1.3 柱層析精制生物油

        本實(shí)驗(yàn)采用濕法填柱(層析柱直徑3.5 cm,長(zhǎng)1 m,如圖2所示),固定相為柱層析硅膠,將1.2中制備得到的二氯甲烷相裝入層析柱中,采用手動(dòng)加壓,依序添加洗脫劑進(jìn)行洗脫,洗脫速度為2~3滴·s-1,用錐形瓶收集洗脫液,每15 ml更換一次錐形瓶;收集的樣品進(jìn)行薄層層析檢測(cè)[石油醚:乙醇=5:1(體積比,下同)作為展開劑],取比移值(Rf)相同的組分合并、蒸發(fā)濃縮,得到分離產(chǎn)物,保存待分析。

        圖2 柱層析裝置 Fig.2 Equipment of column chromatography

        1.4 產(chǎn)物分析

        產(chǎn)物的紅外光譜分析在Nicolet 670 FT-IR紅外光譜儀上進(jìn)行,采用液膜法進(jìn)行測(cè)定,掃描范圍400~4000 cm-1,分辨率4 cm-1,掃描次數(shù)32,保存譜圖。GC-MS分析是在DSQ氣相色譜-質(zhì)譜儀(美國Thermo Electron Corporation公司)上進(jìn)行的。色譜柱為AB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣為高純氦;流速為1 ml·min-1;進(jìn)樣量為4 μl;分流比為50:1;電離方式為EI;電子能量為70 eV;源溫為250℃;掃描速率為1000 amu·s-1;掃描范圍為35~650 amu;氣化溫度為300℃;GC-MS接口溫度為250℃;GC升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃,以10℃·min-1升至300℃,恒溫10 min。MS條件:電離方式為EI;電子能量為70 eV。

        1.5 生物油回收率的計(jì)算

        式中,M1為加入柱層析前粗生物油的質(zhì)量;M2為通過柱層析回收生物油的質(zhì)量。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 二氯甲烷相柱層析分離純化

        二氯甲烷本身極性非常大,能夠溶解眾多有機(jī)化合物,在萃取微藻液化生物油的過程中,可以將大部分的有機(jī)物萃取出來,其中包括一些高沸點(diǎn)的大分子。但是,目前對(duì)于生物油的產(chǎn)品組成分析均是基于GC-MS結(jié)果,而GC-MS分析只能檢測(cè)到能夠通過GC柱的物質(zhì),因此,二氯甲烷相中的高沸點(diǎn)物質(zhì)難以從GC-MS分析得到其組分的信息。這對(duì)于全面掌握生物油中的組分信息具有很大的局限性,也大大限制了生物油的進(jìn)一步精制和其實(shí)際應(yīng)用,因此,十分有必要對(duì)其分離純化來深入剖析生物油中的組分信息。為了提高分離純化的效率和減少柱層析的工序,本文先對(duì)藻類水熱液化生物油采用正己烷、二氯甲烷和乙醚進(jìn)行溶劑分割,正己烷相和乙醚相的組分信息可由GC-MS分析直接得到;二氯甲烷相則先經(jīng)柱層析后,再對(duì)分離所得組分進(jìn)行分析。

        洗脫劑的洗脫作用是吸附的逆過程,所選擇的洗脫劑必須可以溶解各個(gè)組分,但不會(huì)與各個(gè)組分形成競(jìng)爭(zhēng)吸附固定相[23],為了使試樣中不同吸附能力的各個(gè)組分能夠很好分離,必須根據(jù)試樣的溶解度、固定相的活性以及洗脫劑的傳質(zhì)速率的快慢選擇適當(dāng)?shù)南疵搫┳髁鲃?dòng)相進(jìn)行洗脫。一般展開劑決定了洗脫劑的種類,通常以待分離樣品Rf值為0.2~0.5最合適。由于分離組分的復(fù)雜性,經(jīng)常選擇的洗脫劑是混合溶劑[24]。首先通過薄層層析進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),分別選用石油醚/乙酸乙酯、石油醚/丙酮、石油醚/乙醇、石油醚/甲醇4組混合溶劑按照不同體積比作為展開劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:混合溶劑(石油醚:乙醇=5:1)作為展開劑時(shí)分離效果最好。

        柱層析過程中,根據(jù)洗脫過程采用梯度洗脫的方式,洗脫劑所選用的溶劑分別為石油醚、石油醚:乙酸乙酯=10:1、石油醚:乙酸乙酯=5:1、石油醚:乙酸乙酯=2:1、石油醚:乙酸乙酯=1:1、石油醚:丙酮=2:1、石油醚:丙酮=1:1、石油醚:甲醇=5:1、石油醚:甲醇=2:1、石油醚:甲醇=1:1以及甲醇,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中根據(jù)極性的順序依次加入。整個(gè)柱層析過程共洗脫分離出16個(gè)餾分,根據(jù)洗脫劑中溶劑的種類不同,分別對(duì)其進(jìn)行命名如下:石油醚洗脫餾分(A1-1);石油醚:乙酸乙酯洗脫的餾分(A2-1,A2-2,A2-3,A2-4,A2-5,A2-6和A2-7);石油醚:丙酮洗脫的餾分(A3-1,A3-2和A3-3);石油醚:甲醇洗脫餾分(A4-1,A4-2,A4-3和A4-4);甲醇洗脫餾分(A5-1)。

        經(jīng)過柱層析精制后二氯甲烷相生物油的回收率為91.38%。硅膠柱層析法的分離原理是根據(jù)物質(zhì)在硅膠上結(jié)合力的不同而得到分離,一般情況下極性大的物質(zhì)易于與硅膠上的羥基發(fā)生結(jié)合,從而吸附在硅膠上,極性較弱的物質(zhì)則不易被硅膠吸附,整個(gè)層析過程即是自由沉降和吸附、解吸、再吸附、再解吸等幾個(gè)過程的組合[15]。在整個(gè)柱層析對(duì)生物油產(chǎn)物進(jìn)行分離精制的過程中,極性小的物質(zhì)與硅膠的結(jié)合力較小,因此優(yōu)先被洗脫出來,而酸和酯類物質(zhì)等極性大的物質(zhì)由于與層析柱中的硅膠結(jié)合力較大,最終隨著洗脫劑極性的增大而被逐步洗脫下來。藻類液化生物油中存在一些瀝青質(zhì)和不溶雜質(zhì)等,同時(shí)在分離精制后對(duì)收集到產(chǎn)物的后處理過程中也會(huì)出現(xiàn)一些損耗,所以本文經(jīng)柱層析分離后得到生物油的回收率為91.38%。

        2.2 正己烷相和乙醚相的紅外譜圖分析及GC-MS分析

        通過GC-MS分析對(duì)正己烷相和乙醚相的有機(jī)化合物組成進(jìn)行鑒定,其判定依據(jù)是NIST 98光譜譜圖庫比對(duì)。表2和表3分別列出了正己烷相和乙醚相的GC-MS結(jié)果,其中,組分統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于圖3中。

        表2 正己烷相的GC-MS分析結(jié)果 Table 2 GC-MS analysis results for n-hexane soluble fraction

        表3 乙醚相的GC-MS分析結(jié)果 Table 3 GC-MS analysis results for diethyl ether soluble fraction

        圖3 正己烷相與乙醚相組分統(tǒng)計(jì) Fig.3 Chart of component of n-hexane soluble and diethyl ether soluble

        圖4 正己烷相和乙醚相的紅外譜圖 Fig.4 FT-IR spectroscopy analysis of n-hexane soluble and diethyl ether soluble

        由表2和表3以及圖3中的物質(zhì)和相對(duì)含量可以看出,正己烷相中的產(chǎn)物主要以烴類、苯環(huán)以及少量長(zhǎng)鏈羧酸等極性較小的物質(zhì)為主,這主要是因?yàn)檎和楸旧淼臉O性很小,根據(jù)相似相溶原理,正己烷相中的物質(zhì)主要以低極性的物質(zhì)為主。而乙醚相中的產(chǎn)物則以醛酮和含氮類物質(zhì)為主,這是因?yàn)橐颐雅c含雜原子的化合物具有較高的溶解度,所以含雜原子的物質(zhì)特別是含氮類化合物大多出現(xiàn)在乙醚相中。

        圖4為正己烷相和乙醚相的紅外光譜圖,從圖中可以看出,在2850~3050 cm-1范圍內(nèi)的吸收峰為C H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,正己烷相中顯示出較強(qiáng)的吸收峰,說明正己烷相中的烴類的含量較多,而1650 cm-1附近的強(qiáng)吸收峰為C N鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,主要由含氮化合物貢獻(xiàn),乙醚相中該處吸收峰非常強(qiáng),說明乙醚相中的含氮化合物含量較高。1700 cm-1附近的強(qiáng)吸收峰為C O鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,正己烷相中此處吸收峰非常強(qiáng),這可能與其中含有大量羧酸相關(guān)。正己烷相中所含有的酸類物質(zhì)明顯高于乙醚相中,但是乙醚相中最豐富的物質(zhì)是酰胺類物質(zhì)(圖3所示)。由此可以看出,正己烷相和乙醚相的紅外光譜圖與GC-MS結(jié)果基本吻合。正己烷相和乙醚相所得物質(zhì)組成大部分都存在于文獻(xiàn)報(bào)道[3,22],這些物質(zhì)能夠直接被GC-MS檢測(cè)到,而在柱層析之前通過溶劑分割,可以減少柱層析的過程和工序,提升整個(gè)分離純化的效率。

        2.3 柱層析產(chǎn)物的紅外分析

        二氯甲烷相和柱層析分離所得組分的紅外分析結(jié)果如圖5所示。由圖5(a)可以看出,二氯甲烷的紅外光譜結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道基本相似[3,22],其中,紅外光譜圖在3200 cm-1附近有很強(qiáng)的O H伸縮振動(dòng)峰,根據(jù)有機(jī)物紅外光譜范圍與官能團(tuán)之間的關(guān)系可以推測(cè)油中存在含羥基的化合物或氨基化合物。烷烴官能團(tuán)C H在2850 cm-1和2960 cm-1附近有強(qiáng)烈振動(dòng)峰,在1700 cm-1處有C O伸縮振動(dòng)峰,表明存在酮和醛類化合物。在1450 cm-1和1370 cm-1處有較強(qiáng)的C H彎曲振動(dòng)峰,說明存在脂肪類化合物。從其他吸收峰還可以看出,油中有醇、酚、醚、酯及芳香烴類物質(zhì)的存在。

        圖5(b)為石油醚洗脫餾分(A1-1)的紅外光譜圖,從圖中可以看出,在2850 cm-1和2960 cm-1附近有強(qiáng)烈振動(dòng)峰為C H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,在1450 cm-1和1370 cm-1處有較強(qiáng)的C H彎曲振動(dòng)峰,在1600 cm-1附近有較弱的吸收峰,可能是C C鍵伸縮振動(dòng)吸收峰,由此可以推斷該組分可能為烯烴類物質(zhì)。

        圖5(c)為石油醚:乙酸乙酯洗脫的餾分(A2-1,A2-2,A2-3,A2-4,A2-5,A2-6和A2-7)的紅外光譜圖,從圖中可以看出,A2-1和A2-2的紅外曲線與A1-1的紅外光譜圖較為相似,其組分可能為烴類物質(zhì);A2-3,A2-4,A2-5,A2-6和A2-7的紅外曲線均在1700 cm-1處有C O伸縮振動(dòng)峰,且在3400~3600 cm-1范圍內(nèi)有振動(dòng)吸收峰,說明存在 OH官能團(tuán),此外,在2850 cm-1和2960 cm-1附近有強(qiáng)烈振動(dòng)峰為C H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,由此可以推斷A2-3,A2-4,A2-5,A2-6和A2-7可能為脂肪酸類化合物。

        圖5(d)為石油醚:丙酮洗脫的餾分(A3-1,A3-2和A3-3)的紅外光譜圖,從圖中可以看出,A3-1,A3-2和A3-3的紅外曲線均在1700 cm-1處有C O伸縮振動(dòng)峰,且在3700 cm-1范圍內(nèi)有振動(dòng)吸收峰,說明存在 NH2官能團(tuán),由此推斷可能為酰胺類 物質(zhì)。

        圖5 二氯甲烷相及分離出的各個(gè)組分紅外光譜圖 Fig.5 FT-IR spectroscopy analysis of dichloromethane soluble and fraction of separated

        圖5(e)為石油醚:甲醇洗脫餾分(A4-1,A4-2,A4-3和A4-4)的紅外光譜圖,從圖中可以看出,A4-3的紅外曲線均在1700 cm-1處有C O伸縮振動(dòng)峰,且在3400~3600 cm-1范圍內(nèi)有振動(dòng)吸收峰,說明存在 OH官能團(tuán),此外,在2850 cm-1和2960 cm-1附近有強(qiáng)烈振動(dòng)峰為C H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,由此可以推斷其可能為脂肪酸類化合物;其他組分在2850 cm-1和2960 cm-1附近有強(qiáng)烈振動(dòng)峰為C H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,在1450 cm-1和1370 cm-1處有較強(qiáng)的C H彎曲振動(dòng)峰,由此可以推斷該組分可能為烴類物質(zhì)。

        圖5(f)為甲醇洗脫餾分(A5-1)的紅外光譜圖,從圖中可以看出,在2850 cm-1和2960 cm-1附近有強(qiáng)烈振動(dòng)峰為C H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰,且在3400~3600 cm-1范圍內(nèi)有振動(dòng)吸收峰,說明存在 OH官能團(tuán),1700 cm-1處有C O伸縮振動(dòng)峰,可能為羧酸或者羧酸衍生物;此外,該組分的紅外光譜在1000 cm-1為C Cl的伸縮振動(dòng)吸收峰,可能含有少量二氯甲烷。

        圖5(b)~(f)中各組分的紅外譜圖疊加起來與圖5(a)的二氯甲烷相基本吻合,但是經(jīng)柱層析后所得紅外譜圖較為簡(jiǎn)單,可以獲得較清晰的紅外振動(dòng)吸收峰,這說明通過柱層析能獲取純度較高物質(zhì),而各個(gè)組分中的具體物質(zhì)具體組成信息需要結(jié)合其他分析手段深入剖析。

        2.4 柱層析產(chǎn)物的二次質(zhì)譜分析

        二氯甲烷相經(jīng)柱層析分離后所得產(chǎn)物,用GC-MS難以獲得其組分的信息,故對(duì)柱層析所得各組分進(jìn)行了二次質(zhì)譜分析,并結(jié)合FT-IR圖來鑒定化合物的組成,所得主要化合物及相對(duì)應(yīng)組分的回收率如表4所示。由表4可以看出,隨著洗脫劑極性的增加,極性大的醇類和酰胺類物質(zhì)被洗脫出來,其中被分離出的物質(zhì)有機(jī)酸占了很大的比例,其中硬脂酸、棕櫚酸的含量是最高的,與之對(duì)應(yīng)的洗脫劑是石油醚:乙酸乙酯=5:1。此外,表4中所顯示的物質(zhì)中,硬脂酸、棕櫚酰胺和棕櫚酸已經(jīng)被證實(shí)是微藻液化制備生物油的重要組成成分[3,22],十五烯、十四烷和油酸也應(yīng)屬于藻類液化生物油的成分之一,但是其他組分卻鮮有報(bào)道。由表4可以看出 二氯甲烷相經(jīng)柱層析分離后,可得到16個(gè)餾分,分別是石油醚洗脫餾分(A1),主要是烯烴類物質(zhì);石油醚:乙酸乙酯洗脫的餾分(A2),主要是酸類化合物;石油醚:丙酮洗脫的餾分(A3),主要是含氮的酰胺類物質(zhì),石油醚:甲醇洗脫餾分(A4),主要是烷烴類物質(zhì);甲醇洗脫餾分(A5),主要是十八碳烯酰胺。以上組分信息與紅外光譜分析的結(jié)論基本吻合。由此可以表明經(jīng)過柱層析可以獲得較多的生物油組分信息,這為以后生物油的精制和實(shí)際應(yīng)用提供了更多的參考依據(jù),也為進(jìn)一步剖析藻類液化生物油的液化機(jī)理提供了參考。

        表4 分離出的各組分的MS結(jié)果 Table 4 MS result of fraction of separated from bio-oil

        3 結(jié) 論

        (1)杜氏鹽藻水熱液化所得生物油采用正己烷、二氯甲烷和乙醚進(jìn)行溶劑分割,其中正己烷相和乙醚相直接通過GC-MS獲取其組分信息。

        (2)二氯甲烷相則通過柱層析進(jìn)行分離純化,分別選取石油醚,石油醚:乙酸乙酯,石油醚:丙酮,石油醚:甲醇和甲醇的混合溶液為洗脫劑,采用梯度洗脫的方式。柱層析產(chǎn)物的回收率達(dá)到91.38%,并分離純化得到了16個(gè)組分,所得組分的紅外光譜和二次質(zhì)譜分析結(jié)果基本吻合,其結(jié)果表明柱層析可以獲得較多的生物油組分信息。

        (3)本文為生物油的精制和實(shí)際應(yīng)用提供了更多的參考依據(jù),也為進(jìn)一步剖析藻類液化生物油的液化機(jī)理提供了參考。

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