L ỜI MỞ ĐẦU
3.4.2. Dựng đường chuẩn
Nghiên cứu tiến hành xác định nồng độ napthalene trong quá trình khảo sát bằng cách dựng đường chuẩn dựa vào tỷ lệ tuyến tính giữa chiều cao của pic sắc ký với nồng độ chuẩn của naphtalen. Các mẫu chuẩn được pha chế với các nồng độ 500, 200, 100, 50 và 25 ppm trong dung môi n-hexan. Thể tích bơm mẫu vào cột sắc kí lỏng là 20μl. Bảng 3.1 trình bày số liệu khi xây dựng đường chuẩn và Hình 3.4 trình bày đường chuẩn tỷ lệ giữa nồng độ naphtalen và chiều cao pic .
Bảng 3.1. Số liệu xây dựng đường chuẩn.
Hình 3.4. Đường chuẩn tỉ lệ giữa nồng độ naphtalen và chiều cao pic Nồng độ (ppm) Chiều cao pic (mAU)
25 276,50 50 428,97 100 727,97 200 1454,28 500 3639,21
Từ kết quả đường chuẩn và chiều cao pic thu được trong quá trình phân tích có thể tính
được nồng độ naphtalen trong dung dịch sau hấp thụ, sau đó tính được nồng độ của naphtalen trong pha khí trước và sau khi xử lý qua bộ xúc tác.
3.4.3. Tính hiệu suất xử lý
Sản phẩm cháy naphtalen và antraxen đã được phân tích trên thiết bị sắc kí khí khối phổ (Gas Chromatography/ Mass Spectrometry – GC/MS). Kết quả thu được khẳng
định sản phẩm cháy của naphtalen chủ yếu là CO2, H2O, naphtalen dư và một lượng không đáng kể các sản phẩm phụ như naphtalen,1-metyl; 2,5 hexanedone; hexane, 2,4 dimetyl (công thức cấu tạo các sản phẩm này được cho trong phụ lục)… Còn đối với phản ứng cháy antraxen thì có các sản phẩm phụ như di-n-octylphthalate; cyclo hexanecarboxyl acid heptylester; 9,10- antracenedione…Do vậy một cách gần
đúng hiệu suất chuyển hóa naphtalen và antraxen được xem là hoạt tính biểu kiến của chất xúc tác nghiên cứu và việc xác định hiệu suất xử lý chúng là một phương pháp để đánh giá được khả năng và tính chất của các chất xúc tác khác nhau. Đây cũng là cơ sở quan trọng để so sánh và lựa chọn xúc tác thích hợp cho việc xử lý. Như vậy, có thể đánh giá khả năng xúc tác thông qua hiệu suất xử lý naptalen (antraxen), được tính bằng lượng naphtalen (antraxen)tham gia vào phản ứng hóa học tạo ra sản phẩm so với lượng naphtalen (antraxen) ban đầu.
η(%) = − ⋅100 o t o C C C Trong đó: η: hiệu suất xử lý (%)
Co: nồng độ của naphtalen (antraxen) chưa qua xúc tác
Ct: nồng độ naphtalen (antraxen) sau phản ứng ở nhiệt độ toC.
Nồng độ naphtalen trước và sau phản ứng tỷ lệ với chiều cao của pic sắc ký khí, do đó có thể xác định hiệu suất chuyển hóa thông qua tính toán chiều cao pic sắc ký khí. Mỗi một nhiệt độ nghiên cứu, mẫu được bơm trực tiếp 3 lần vào máy sắc ký. Giá trị
dùng cho tính toán hiệu suất là giá trị chiều cao trung bình pic sắc ký trên giản đồ của ba lần bơm. Mỗi xúc tác nghiên cứu sẽ được khảo sát từ nhiệt độ 200 – 800oC. Như
vậy với mỗi nhiệt độ khảo sát sẽ có một giá trị chiều cao pic trung bình. Hiệu suất chuyển hóa được tính theo công thức sau:
η(%) = − ⋅100 o t o H H H
Trong đó:
+ Ho là giá trị chiều cao pic trung bình tương ứng với nồng độ Co ban đầu
+ Ht là giá trị chiều cao pic trung bình tương ứng với nồng độ Ct sau xúc tác ở
nhiệt độ toC
Để đảm bảo sự chính xác trong tính toán hiệu suất chuyển hóa thì nồng độ Co (tương
ứng với chiều cao pic Ho) được xác định lại đối với mỗi lần khảo sát với mỗi chất xúc tác và giá trị này chỉ được sử dụng tính toán cho lần khảo sát
Lượng xúc tác sử dụng cho một lần khảo sát là 0,3g, chấp nhận giả thiết là hoạt tính xúc tác không thay đổi trong thời gian khảo sát (10 giờ).
Các thông số thực nghiệm được kiểm tra ổn định nhiều lần trước khi lấy mẫu phân tích.
¾ Các điều kiện thực nghiện tiến hành đối với máy sắc kí khí trong suốt quá trình
được duy trì như sau:
+ Thiết bị tạo hơi naphtalen: nhiệt độ tạo hơi bão hòa: T = 40 ÷ 45oC + Thiết bị phân tích GC
Nhiệt độ lò: Toven = 250oC
Nhiệt độ buồng bơm mẫu : TInjector= 250oC Nhiệt độ detector: Tdetector= 250oC
Áp suất khí mang: PN2 = 1 bar Áp suất khí H2: PH2 = 1 bar Áp suất không khí: Pkk = 0,5 bar
+ Lượng xúc tác nghiên cứu được lấy cùng một trọng lượng: m = 0,3g, chiều cao lớp xúc tác trong Reactor biến đổi h = 0,5 – 0,7cm.( tùy theo từng loại xúc tác).
+ Tốc độ dòng hơi chứa naphtalen đi qua lớp xúc tác: 10 ml/phút
¾ Các điều kiện thực nghiện tiến hành đối với máy sắc kí lỏng trong suốt quá trình
được duy trì như sau: + Đối với naphtalen:
Tốc độ dòng: 1 ml/p
Tỷ lệ pha: Acetonitril:metanol = 80:20 Bước sóng: 250 nm
+ Đối với antraxen: các điều kiện tương tự như naphtalen nhưng bước sóng sử dụng là 210 nm.
Xúc tác được duy trì ổn định ở nhiệt độ 200oC trong 1 giờ trước khi cho hơi chất cần xử
lý đi qua. Tốc độ dòng khí được duy trì ổn định (10 ml/p) và kiểm tra trước mỗi lần lấy mẫu. Thời gian gia nhiệt cho mỗi nhiệt độ nghiên cứu là 5 phút và ổn định trong 10 phút mới tiến hành bơm mẫu.
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN