Quantification and Chemical Identification of NOx Reduction Agent AdBlue (AUS32) Using ATR-FTIR

Význam tématu

Využití roztoku AdBlue je klíčové pro snížení emisí NOx v dieselových motorech a pro splnění přísných globálních emisních norem. Zajištění kvality AdBlue minimalizuje environmentální zátěž a prodlužuje životnost SCR katalyzátorů.

Cíle a přehled studie

Studie si kladla za cíl navrhnout a ověřit metodu ATR-FTIR pomocí spektrometru Agilent Cary 630 pro rychlou identifikaci a kvantifikaci močoviny v komerčním AdBlue. Metoda byla porovnána s postupy podle ISO 22241-2 (Annex B, C, J).

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala na přístroji Agilent Cary 630 FTIR s diamantovým ATR modulem a softwarovým balíkem Agilent MicroLab 5.7. Spektrální parametry:

• Rozsah: 4000–650 cm–1
• Rozlišení: 4 cm–1
• Počet skenů: 256
• Software: MicroLab Quant a identifikační modul

Hlavní výsledky a diskuse

• Identifikace: Komerční vzorky AdBlue vykázaly vysoké HQI (>0,998), zatímco voda nevyhověla (HQI 0,824).
• Kvantifikace: Kalibrace na základě pásu močoviny kolem 1157 cm–1 dosáhla lineární závislosti (R = 0,99934).
• Validace: Křížová validace i nezávislá sada kontrolních vzorků potvrdily nízké chyby (standardní odchylka 0,18–0,19 %) a přesnost >99 %.
• Přesnost: Opakované analýzy referenčního roztoku měly RSD 0,3 % a komerčního vzorku 0,6 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlost: Příprava kalibrace ~30 min, rutinní analýza ~2,5 min (při 256 skenech), možnost zrychlení pomocí 128 skenů (~1,5 min).
• Minimalizace příprav: Nízký objem vzorku, žádné chemikálie ani složitá manipulace.
• Ekonomika: Úspora spotřebního materiálu a času oproti ISO postupům.
• Intuitivní workflow: Grafické návody a barevná signalizace výsledků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucím směrem je integrace automatizovaných vzorkovačů, rozšíření spektrálních databází, využití pokročilé chemometrie a strojového učení pro detekci nečistot a prediktivní údržbu. Přenosné FTIR přístroje umožní analýzy přímo v terénu.

Závěr

Navržená FTIR-ATR metoda představuje rychlý, přesný a hospodárný nástroj pro rutinní kontrolu kvality AdBlue. Splňuje požadavky ISO 22241-2 pro identifikaci i kvantifikaci močoviny, přičemž minimalizuje nároky na personál a spotřební materiál.

Použitá instrumentace

• Agilent Cary 630 FTIR se single-reflect. diamantovým ATR modulem
• Software Agilent MicroLab 5.7 a MicroLab Quant

Reference

• Foerter, D. C.; Whiteman, C. S. Typical Installation Timelines for NOx Emissions Control Technologies on Industrial Sources. Institute of Clean Air Companies, 2006.
• Fojtikova P. et al. Tracking AdBlue Properties During Tests of Selective Catalytic Reduction (SCR) Systems – the Suitability of Various Analytical Methods for Urea Content Determination. Int. J. Energy Res. 2020, 44, 2549–2559.