Estudo da detecção in loco do estado de envelhecimento do óleo natural de éster de palma baseado em espectroscopia Raman portátil

LEI Yu ,  

YU Bing-feng ,  

YANG Xiao-jun ,  

CHEN Wen-xuan ,  

YAO Yong-liang ,  

XU Dong-yun ,  

SHEN Jin-guo ,  

QIAN Lin-zhi ,  

YOU Zi-xuan ,  

ZHANG Shi-jun ,  

XU Yong-wu ,  

摘要

Este estudo desenvolveu um dispositivo portátil de detecção por espectroscopia Raman para avaliação in loco do estado de envelhecimento do óleo natural de éster de palma. O dispositivo utiliza uma matriz nano flexível biomimética altamente uniforme, inspirada nas asas da cigarra, como substrato para o espalhamento Raman de superfície potencializado (SERS), construindo uma plataforma integrada de análise no local para otimizar o pré-tratamento de amostras de óleo e a coleta espectral em tempo real, possibilitando a detecção rápida e in loco de furfural no óleo isolante natural de éster de palma. Os resultados experimentais mostram que o sistema de detecção alcançou um limite de detecção (LOD) para furfural no óleo natural de éster de palma de 0,01 mg/L, atendendo aos requisitos de detecção de furfural durante o envelhecimento leve do papel isolante do transformador. O sistema supera a cromatografia líquida de alta eficiência tradicional em portabilidade (peso total < 2 kg) e facilidade de operação (sem necessidade de extração por solventes). Foi utilizado o método dos mínimos quadrados para realizar a análise de regressão linear entre o logaritmo da concentração de furfural no óleo natural de éster de palma e a intensidade Raman, obtendo um bom ajuste (R²= 0,925). Além disso, o sistema avaliou os indicadores de desempenho do substrato: desvio padrão relativo (RSD) de 2,8%, boa reprodutibilidade do sinal de furfural; após 90 dias, a intensidade do sinal SERS diminuiu 2,58% em comparação ao valor inicial, confirmando boa estabilidade a longo prazo do substrato; em soluções interferentes com concentração mais de 10 vezes maior do que o conteúdo de furfural, o desvio padrão relativo da intensidade do pico característico em 1658 cm-1 foi de cerca de 3,5%, mostrando boa capacidade anti-interferência. Este estudo fornece um meio técnico confiável para a detecção rápida e in loco de furfural no óleo natural de éster de palma, com importante valor prático para a avaliação do envelhecimento do isolamento de papel de óleo.

关键词

Furfural; óleo de palma; asas de cigarra; espectroscopia Raman portátil; dispositivo de detecção in loco

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