Detailní charakterizace pyrolýzního oleje pomocí separačních technik a hmotnostní spektrometrie

Abstract

Cílem této diplomové práce je detailně charakterizovat složení pyrolýzního oleje pomocí separačních technik a hmotnostní spektrometrie. Při procesu pyrolýzy dochází k dekompozici složitých organických látek obsažených v pyrolyzovaném materiálu za vysokých teplot bez přístupu kyslíku. Složky par a aerosolů vznikající při pyrolýze, jež jsou schopny při snížení teploty zkondenzovat, vytvoří viskózní kapalinu, tzv. pyrolýzní olej, který je komplexní směsí velkého množství látek. V rámci práce byly analyzovány vzorky z mikrovlnné pyrolýzy dřevní štěpky a kalu z ČOV Modřice v Brně, které poskytla společnost Bionic Laboratories. Vzorky byly separovány na frakce pomocí sloupcové chromatografie na aktivovaném silikagelu. Jednotlivé frakce byly následně analyzovány pomocí plynové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí a také pomocí kompletní dvoudimenzionální plynové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí s analyzátorem doby letu. Látky, jež byly v pyrolýzním oleji identifikovány, můžeme rozdělit do těchto základních skupin: alkany, alkeny, aromatické uhlovodíky, polycyklické aromatické uhlovodíky, alkoholy, aldehydy, estery, karboxylové kyseliny a heterocykly.The aim of this work is detailed characterization of pyrolysis oil by advanced analytical separation methods and mass spectrometry. During the pyrolysis process decomposition of complex organic material take place in the presence of high temperatures and the absence of oxygen. Condensable part of vapours and aerosols forms viscous liquid called pyrolysis oil which is a complex mixture of large amount of compounds. In this work samples from microwave pyrolysis of woodchips and sewage sludge from wastewater treatment plant Brno-Modřice were analysed. Samples were provided by Bionic Laboratories company. Samples were separated by column chromatography on activated silica. For detailed characterization of each fraction gas chromatography with mass spectrometry detection and comprehensive two-dimensional gas chromatography with mass spectrometric detection with time of flight analyser were used. Substances that have been identified can be divided into several groups: alkanes, alkenes, aromatic hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, esters, carboxylic acid and heterocycles.