潤滑油定性鑒別的拉曼光譜研究
來源：上海戎戈光電科技有限公司
2022年04月14日 08:32
隨著國際原油價格飆漲，油品的摻假屢見不鮮，不僅損害了消費者利益，更有甚者會危及生命安全，油品質量也越來越受到廣泛重視。目前人們主要采用光譜和色譜手段檢測油品，光譜檢測技術具備便捷、無損檢測優勢，應用更為廣泛。傳統的光譜測定主要采用熒光和紫外等，這些方法預處理簡便，分析時間較短，但給出的信息量較少，很難用于石油混合組分的分子結構解析。近紅外光譜也逐漸應用于石油產品的鑒別和測定，但也只限于含氫官能團的振動模式如（CH，NH，OH等）等研究。因此，尋找一種便捷、光譜信息豐富，指紋特征明顯的光譜技術也逐漸引起重視。
拉曼光譜作為一種強有力的分子結構鑒別手段，不僅能區分多種振動模式，同時具有微觀（微區、微量）、特征、靈敏、原位無損傷、多相態、穩定性好等優點，因此，科研工作者們逐漸將拉曼光譜技術應用到原油檢測與分析領域。雖然拉曼光譜技術用于石油的研究仍起步階段，但其簡便、快捷、準確的技術優勢已在油品分析中得到了關注。近年來，隨著激光器、探測技術、計算機和化學計量學的進步，拉曼光譜已經可以測定油品中的多種組成和性質，如汽油的辛烷值、烯烴、芳烴、苯和含氧量等。目前對于深色油品的拉曼光譜研究國內外還較少，主要研究集中于輕質油品的研究上，如汽油、柴油、噴氣燃料等
本文采用便攜式拉曼光譜技術對石油產品進行指紋圖譜鑒別，取得了良好效果。選取潤滑油，并摻雜石油醚組成潤滑油混合樣品，通過測定油品的拉曼指紋圖譜，探索拉曼指紋圖譜對潤滑油產品的鑒別性能，為潤滑油產品拉曼光譜鑒別方法的建立提供實驗依據，希望為質量監督提供簡單高效的現場檢測手段。
原理
石油產品包括汽油、柴油、噴氣燃料、潤滑油、齒輪油、液壓油等產品，它們主要由飽和鏈烷烴、烯烴、環烷烴、芳香烴以及各類添加劑調和而成。潤滑油是石油產品中品種、牌號*多的產品之一，品種復雜，大多數潤滑油只從外觀上很難區分其真假，給監管部門造成一定的困難，因此，研究一種能夠簡單、快速分辨潤滑油中是否摻假的方法是非常必要的。
石油產品質量指標與拉曼光譜之間存在一定關系，可以利用該關系測定石油產品的質量指標，關系如下：
I=K?0Ce-ln10(k0+k)zh(z)dz
其中，I 為拉曼信號強度；K 為拉曼散射截面積； ? 0 為激光入射率; C 為物質濃度；k0 和k 分別為入射光和散射光的吸收系數；z為入射光和散射光所通過的距離；h(z) 為光學系統的傳輸函數。從式（1）可以看出，在給定條件下，散射光的吸收強度I 與濃度C 成正比，可以利用該關系確定石油產品化學組分含量。結合拉曼光譜信號，測定石油產品的質量指標，這是拉曼光譜定量分析石油產品質量指標的理論依據。
石油醚（Petroleum ether）是一種無色透明的液體，有煤油氣味。主要為戊烷和己烷的混合物。不溶于水，溶于無水乙醇、苯、氯仿、油類等多數有機溶劑。主要用作溶劑和油脂處理。本文中將石油醚作為添加劑與潤滑油形成混合物作為潤滑油摻假模擬試驗樣品，通過石油醚/潤滑油混合物的拉曼光譜分析，確定拉曼光譜技術在石油油品領域定性鑒別的可行性。
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