Российские ученые предложили «зеленый» способ определения состава бензина

Российские ученые предложили экологичный метод анализа состава бензина, основанный на регистрации свечения (люминесценции) специальных сенсоров, реагирующих на компоненты нефтепродуктов. Этот подход может стать выгодной альтернативой существующим методам, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде. 

Бензин состоит из десятков ароматических соединений — органических веществ с углеродным кольцом. Их состав определяет марку топлива, например, АИ-92, АИ-95 или АИ-98. Номер в названии указывает на октановое число — показатель, который характеризует плавность сгорания топлива и вероятность его самовоспламенения. Чем больше ароматических соединений, тем выше октановое число и тем эффективнее сгорает бензин. Однако избыток таких соединений может привести к образованию нагара, что ускоряет износ двигателя. Поэтому для продления срока службы техники важно контролировать содержание ароматических веществ в топливе. 

В настоящее время для анализа состава бензина применяется метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Образец бензина, смешанный с растворителем, пропускают через трубку с сорбентом (твердым носителем). В процессе разные компоненты топлива разделяются на фракции, так как они проходят через сорбент с разной скоростью. В качестве растворителей обычно используются токсичные и легковоспламеняющиеся вещества, такие как гексан, хлористый метилен или ацетонитрил. Ученые стремятся сократить объем токсичных отходов и поэтому разрабатывают новые, более экологичные способы анализа состава бензина.

Исследователи из Ивановского государственного химико-технологического университета (Иваново) и Тихоокеанского государственного университета (Хабаровск) предложили новый метод анализа бензина с использованием люминофора — вещества, свечение которого изменяется в зависимости от содержания отдельных компонентов топлива. Ученые синтезировали этот люминофор, смешав пиррол (органическое соединение с кольцевой структурой из атомов углерода и азота) и бензальдегид (углеродное кольцо с кислородом и другими атомами). 

Эксперименты показали, что с помощью нового люминофора можно определить содержание ароматических соединений в бензине с погрешностью не более 3%. Кроме того, выяснилось, что интенсивность свечения люминофора напрямую зависит от концентрации ароматических соединений в топливе. 

По расчетам ученых, предприятие, использующее традиционный метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, ежегодно производит около 30 литров токсичных отходов. Хроматографическая колонка, рассчитанная на 100 анализов, стоит в среднем 50 тысяч рублей, тогда как для нового метода требуется датчик стоимостью всего 30 копеек за образец. Для синтеза люминофора необходимо около одного грамма токсичных реагентов, при этом полученного вещества хватит на 9 тысяч анализов. Это делает метод экологически безопасным и соответствующим принципам «зеленой» химии. 

«В дальнейшем мы планируем улучшить свойства люминофоров, чтобы повысить их чувствительность и снизить погрешность измерений. Наше исследование позволит предприятиям перейти на более удобные и экономичные сенсорные материалы, в том числе многоразовые. Кроме того, комбинируя различные люминофоры, мы сможем расширить спектр определяемых веществ в образцах», — отметил участник проекта, профессор Тихоокеанского государственного университета Юрий Марфин, чья работа поддержана грантом Российского научного фонда. 

Информация опубликована: 11.03.2025 г.