Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography (GC×GC) in the Analysis of Complex Chemical Mixtures
Prezentace | 2023 | C³AL | VŠCHT PrahaInstrumentace
Gasová chromatografie ve dvou rozměrech (GC×GC) představuje moderní analytický nástroj pro komplexní chemické směsi. Umožňuje simultánní separaci látek podle volatility i polarity a nabízí vysoké rozlišení, citlivost a kapacitu nálezů. Tyto vlastnosti jsou klíčové v oblastech palivového výzkumu, environmentální analytiky, potravinářství či farmacie.
Cílem prezentovaného výzkumu je demonstrovat univerzálnost a výkonnost GC×GC v analýze složitých směsí. Studie se zaměřuje na charakterizaci leteckých paliv, konverzi plastového odpadu na paliva, sledování interakcí mikroplastů s organickými kontaminanty a základní vztahy mezi chemickým složením a fyzikálními vlastnostmi vzorků (např. bod tuhnutí paliv).
Metoda kombinuje:
Analýza leteckých paliv odhalila detailní složení uhlovodíků v rozmezí C6–C40 a kvantifikaci n-alkanů, isoalkanů, cykloalkanů, olefinů a aromátů. Pyrolytický hydrotreating plastového odpadu (PE, PP) přinesl vysoce koncentrované naftové frakce s rozsáhlým spektrem alkanů, olefinů a aromátů. Studie interakcí mikroplastů ukázala akumulaci organických kontaminant na površích částic různých polymerů a význam parametrů jako doba expozice či chemické složení pomáhajících aditiv.
Očekává se integrace ultrarychlých GC×GC systémů a miniaturizovaných přístrojů pro terénní měření, rozšíření cílených derivatizačních protokolů, automatizace procesu modulace a pokročilá chemometrická a strojového učení podporovaná data pro prediktivní vztahy mezi složením a vlastnostmi vzorků.
GC×GC se ukazuje jako klíčová analytická metoda pro detailní charakterizaci složitých směsí. Kombinace dvoustupňové chromatografické separace, vysoce výkonných detektorů a chemometrie poskytuje komplexní kvali-tativní i kvantitativní informace nezbytné pro vědecký výzkum i průmyslovou praxi.
Vozka P., Mo H., Šimáček P., Kilaz G. Talanta, 186C (2018), 140–146.
GCxGC
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceLECO
Souhrn
Význam tématu
Gasová chromatografie ve dvou rozměrech (GC×GC) představuje moderní analytický nástroj pro komplexní chemické směsi. Umožňuje simultánní separaci látek podle volatility i polarity a nabízí vysoké rozlišení, citlivost a kapacitu nálezů. Tyto vlastnosti jsou klíčové v oblastech palivového výzkumu, environmentální analytiky, potravinářství či farmacie.
Cíle a přehled studie
Cílem prezentovaného výzkumu je demonstrovat univerzálnost a výkonnost GC×GC v analýze složitých směsí. Studie se zaměřuje na charakterizaci leteckých paliv, konverzi plastového odpadu na paliva, sledování interakcí mikroplastů s organickými kontaminanty a základní vztahy mezi chemickým složením a fyzikálními vlastnostmi vzorků (např. bod tuhnutí paliv).
Použitá metodika
Metoda kombinuje:
- Primární kapilární kolonu pro základní separaci podle volatility
- Speciální modulátor (termální nebo průtokový) pro časové rozdělení frakcí
- Sekundární kolonu s komplementární fází pro vylepšení rozlišení
- Detekci pomocí time-of-flight hmotnostního spektrometru (TOFMS) a/nebo plamennom ionizačním detektorem (FID)
- Dérivatizaci vzorků pomocí dimethyl disulfidu (DMDS) pro identifikaci olefinů
- Pokročilou chemometrii pro kvantifikaci jednotlivých uhlovodíkových tříd a modelování vlastností vzorků
Použitá instrumentace
- Pegasus BT GC-TOFMS (benchtop GC s time-of-flight MS)
- Pegasus BT 4D GC×GC-TOFMS s vysokovýkonným modulátorem a FID
- QuadJet modulátor (LN2/CF, reverzní flush, diferenciální průtok)
- Termická desorpce/pyrolýza s LN2 pastí pro vzorky mikroplastů
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza leteckých paliv odhalila detailní složení uhlovodíků v rozmezí C6–C40 a kvantifikaci n-alkanů, isoalkanů, cykloalkanů, olefinů a aromátů. Pyrolytický hydrotreating plastového odpadu (PE, PP) přinesl vysoce koncentrované naftové frakce s rozsáhlým spektrem alkanů, olefinů a aromátů. Studie interakcí mikroplastů ukázala akumulaci organických kontaminant na površích částic různých polymerů a význam parametrů jako doba expozice či chemické složení pomáhajících aditiv.
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoce rozlišená analýza komplexních směsí s minimalizací překryvů složek
- Optimalizace výroby a kvality alternativních paliv v leteckém průmyslu
- Monitorování environmentálních kontaminací a mikroplastů v ekosystémech
- Aplikace v potravinářském průmyslu, kosmetice a farmaceutické kvalitě
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace ultrarychlých GC×GC systémů a miniaturizovaných přístrojů pro terénní měření, rozšíření cílených derivatizačních protokolů, automatizace procesu modulace a pokročilá chemometrická a strojového učení podporovaná data pro prediktivní vztahy mezi složením a vlastnostmi vzorků.
Závěr
GC×GC se ukazuje jako klíčová analytická metoda pro detailní charakterizaci složitých směsí. Kombinace dvoustupňové chromatografické separace, vysoce výkonných detektorů a chemometrie poskytuje komplexní kvali-tativní i kvantitativní informace nezbytné pro vědecký výzkum i průmyslovou praxi.
Reference
Vozka P., Mo H., Šimáček P., Kilaz G. Talanta, 186C (2018), 140–146.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Quantitative Analysis of Olefins in Alternative Fuels Made From Conversion of Plastic Waste via GC×GC-FID
2023|LECO|Prezentace
31st Annual Student Symposium on Research, Scholarship, and Creative Activities Quantitative Analysis of Olefins in Alternative Fuels Made From Conversion of Plastic Waste via GC×GC-FID Presenter: Genesis Barzallo M.S. Chemistry Faculty Advisor: Dr. Petr Vozka PLASTIC WASTE IN LANDFILLS •…
Klíčová slova
foil, foilalkenes, alkenesastm, astmfeed, feedvalidation, validationlike, likealkanes, alkanesiso, isoolefins, olefinscompared, comparedmonocycloalkanes, monocycloalkaneswaste, wasteplastic, plasticmethods, methodsother
Alkene Quantitation in Plastic Waste-Derived Alternative Fuels using GC×GC FID
2024|Agilent Technologies|Prezentace
15th Multidimensional Chromatography Workshop Alkene Quantitation in Plastic Waste-Derived Alternative Fuels using GC×GC FID Genesis Barzallo, Hung Gieng, Petr Vozka Department of Chemistry and Biochemistry, California State University, Los Angeles [email protected] Background • California landfills enough plastic each day to…
Klíčová slova
alphaterpinene, alphaterpineneciscyclooctene, ciscyclooctenecyclododecatriene, cyclododecatrienecyclododecene, cyclododecenecycloheptene, cycloheptenecyclohexene, cyclohexeneolefins, olefinscompounds, compoundsalkenes, alkenesmonocycloalkanes, monocycloalkanesfoil, foiliso, isomodel, modelastm, astmalkanes
Quantitative determination of olefins in pyrolysis oils from waste plastics and tires using selective adsorption by Ag–SiO2 followed by GC×GC-FID
2024||Vědecké články
Talanta 281 (2025) 126792 Contents lists available at ScienceDirect Talanta journal homepage: www.elsevier.com/locate/talanta Quantitative determination of olefins in pyrolysis oils from waste plastics and tires using selective adsorption by Ag–SiO2 followed by GC×GC-FID Miloš Auersvald a,** , Michal Šiman a…
Klíčová slova
olefins, olefinspyrolysis, pyrolysisoils, oilsplastics, plasticsolefin, olefintires, tiresstyrenes, styrenesaliphatic, aliphaticwaste, wastecontent, contentadsorption, adsorptionoil, oilelution, elutionfrom, fromsaturated
A comparative study of aromatic content in pyrolysis oils from waste plastics and tires: Assessing common refinery methods
2024|LECO|Vědecké články
Fuel 369 (2024) 131714 Contents lists available at ScienceDirect Fuel journal homepage: www.elsevier.com/locate/fuel Full Length Article A comparative study of aromatic content in pyrolysis oils from waste plastics and tires: Assessing common refinery methods Miloš Auersvald a, Michal Šiman a,…
Klíčová slova
aromatic, aromaticpyrolysis, pyrolysishydrotreated, hydrotreatedoils, oilskerosene, kerosenecontent, contentaromatics, aromaticsoil, oiltires, tireshydrotreatment, hydrotreatmentwaste, wastedeter, deterdiaromatic, diaromaticmonoaromatic, monoaromaticaviation