Microscopía de fuerza atómica para identificar productos de pirólisis de combustible y dirigir la síntesis de...

Área de la Ciencia:

• Química analítica
• Química orgánica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son frecuentes en la combustión y la pirólisis de los combustibles.
• La caracterización de las mezclas complejas de HAP en los combustibles sigue siendo un reto analítico importante.
• Las nuevas estructuras de HAP pueden tener implicaciones para las propiedades del combustible y el impacto ambiental.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y demostrar una metodología multidisciplinaria para la detección, identificación y cuantificación de nuevos HAP en mezclas moleculares complejas.
• Caracterizar los productos de pirólisis supercríticos del n-decano, un combustible modelo, utilizando el método desarrollado.
• Establecer una ruta para la síntesis y validación de HAP recién descubiertos como estándares analíticos.

Principales métodos:

• Integración de la microscopía de fuerza atómica (AFM) con la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), la absorción UV-Vis de la matriz de diodos y la espectrometría de masas (MS).
• Aplicación de la química sintética para la preparación de nuevos compuestos identificados por el AFM.
• Caracterización de los productos de pirólisis supercríticos derivados del n-decano.

Principales resultados:

• Descubrimiento e identificación de un nuevo HAP, el benzo[l]indeno[1,2,3-cd]pireno, en los productos de pirólisis del n-decano.
• Síntesis química exitosa y verificación por el AFM del nuevo benzo[l]indeno[1,2,3-cd]pireno.
• Identificación y cuantificación inequívocas de este nuevo HAP como producto combustible utilizando el estándar de referencia sintetizado.
• Detección de varios HAP de cinco a ocho anillos no identificados anteriormente, que representan nuevos productos de pirólisis/combustión del combustible.

Conclusiones:

• El enfoque integrado de AFM, química analítica y química sintética permite el descubrimiento de nuevos HAP en mezclas complejas.
• Esta metodología proporciona una vía para crear nuevos estándares analíticos para componentes de combustible no caracterizados anteriormente.
• Los hallazgos avanzan en la comprensión de la formación de HAP durante la pirólisis y la combustión del combustible.