3.1.1.1. Kết quả khảo sát chương trình nhiệt độ cột
Trong sắc kí khí, nếu cột được giữ ở nhiệt độ thấp trong suốt quá trình chạy mẫu, pic đầu tiên được rửa giải rất lâu, kết quả là pic bị rộng và kéo dài thời gian chạy mẫu hơn. Do đó, để phù hợp với nhiệt độ sôi của các chất phân tích trong nghiên cứu này, luận án khảo sát nhiệt độ ban đầu là từ 70 oC, 120 oC, 150 oC.
tích
Kết quả khảo sát chương trình nhiệt được thể hiện qua các sắc đồ của chất phân trên Hình 3.1 – 3.3.
detector uhiệ Tín
Hình 3.1. Sắc đồ của các CBz ở nhiệt độ ban đầu 70 oC trong chương trình nhiệt độ lò cột
( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB)
Tín hiệu detector
Hình 3.2. Sắc đồ của CBz ở nhiệt độ ban đầu 120 oC trong chương trình nhiệt độ lò cột
Tín hiệu detector
Hình 3.3. Sắc đồ của CBz ở nhiệt độ ban đầu 150 oC trong chương trình nhiệt độ lò cột
( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB)
Kết quả cho thấy ở nhiệt độ 70 oC (Hình 3.1), các cấu tử tách nhau rõ ràng, đồng đều và thời gian phân tích hợp lí. Ở nhiệt độ cao từ 120 oC (Hình 3.2) đến 150 oC (Hình 3.3) thì các cấu tử rửa giải nhanh (tổng thời gian phân tích 12 phút ở 1200C và 9 phút 1500C), pic 1, 2 bị sát nhau và các pic CBz có xu hướng dịch chuyển về gần sát pic của dung môi. Nguyên nhân là ở nhiệt độ cao, các cấu tử lưu giữ mạnh sẽ được rửa giải nhanh hơn, nhưng thay vào đó, các cấu tử sẽ cùng bị rửa giải làm pic kéo gần
lại nhau và không được tách hoàn toàn. Vì vậy luận án chọn nhiệt độ 70 o
C (Hình 3.1) là nhiệt độ ban đầu trong chương trình hóa nhiệt độ trên thiết bị GC-ECD.
Từ nhiệt độ ban đầu đã chọn, tăng dần nhiệt độ từ 70 oC lên đến 120 oC, giữ trong 2 phút, để phù hợp cho việc tách các cấu tử có nhiệt độ sôi trung bình trong hỗn hợp CBz phân tích. Sau đó, tăng từ 120 oC đến nhiệt độ cuối cùng là 280 oC để rửa giải các cấu tử bị lưu giữ mạnh. Kết quả khảo sát các tốc độ gia nhiệt khác nhau ở nhiệt độ cuối như đã trình bày ở Bảng 2.5, được thể hiện qua sắc đồ ở Hình 3.4 – 3.6
detector uhiệ Tín
Hình 3.4. Sắc đồ của CBz của tốc độ gia nhiệt 5 °C/ phút trong chương trình nhiệt độ lò cột
detector uhiệ Tín
Hình 3.5. Sắc đồ của CBz của tốc độ gia nhiệt 10 °C/ phút trong chương trình nhiệt độ lò cột
(1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB)
Tín hiệu detector
Hình 3.6. Sắc đồ của CBz của tốc độ gia nhiệt 20 °C/ phút trong chương trình nhiệt độ lò cột
( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB)
Kết quả đo sắc đồ các CBz từ Hình 3.4 - 3.6 cho thấy, ở tốc độ gia nhiệt 5 °C/ phút (Hình 3.4), các cấu tử vẫn tách nhau khá rõ ràng, nhưng ở nhiệt độ thấp quá trình rửa giải chậm, gây tốn thời gian phân tích không cần thiết (khoảng gần 30 phút). Ở tốc độ gia nhiệt 20 °C/ phút (Hình 3.6), tốc độ gia nhiệt cao sẽ làm các cấu tử bị rửa giải nhanh và cùng một lúc, do đó dễ dẫn đến hiện tượng trùng pic. Ở tốc độ gia nhiệt 10 °C/ phút (Hình 3.5) cho khả năng tách pic tốt và thời gian phân tích hợp lý (khoảng 20 phút), đảm bảo cho phép tách các cấu tử rõ ràng, đồng đều. Do vậy, luận án chọn tốc độ gia nhiệt là 10°C/ phút cho các nghiên cứu tiếp theo
3.1.1.2. Kết quả khảo sát điều kiện bơm mẫu
Trong nghiên cứu này, đã tiến hành khảo sát với cả 2 kĩ thuật chia dòng và không chia dòng khi phân tích các hợp chất clobenzen (CBz) trên thiết bị GC-ECD. Kết quả trên sắc đồ Hình 3.7 cho thấy, khi sử dụng chế độ không chia dòng pic bị hiện tượng kéo đuôi, đặc biệt pic dung môi, pic 1, 2 (trên sắc đồ) gây ảnh hưởng tới quá trình xác định diện tích pic sử dụng để định lượng, dễ dẫn đến xen lẫn phổ khi phân tích mẫu thực tế. Do đó, luận án tiếp tục khảo sát với chế độ chia dòng để phân tích CBz trên thiết bị GC-ECD. Đối với kĩ thuật chia dòng, để đảm bảo không làm
mất chất phân tích và phù hợp với đối tượng mẫu môi trường, nghiên cứu lựa chọn các tỉ lệ chia dòng khá nhỏ, được lấy lần lượt ở 1 : 5; 1 : 10 và 1 : 20. Kết quả khảo sát được thể hiện trên sắc đồ ở Hình 3.7 - 3.10
detector uhiệ Tín
Hình 3.7. Sắc đồ các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ bơm không chia dòng
detector uhiệ Tín
Hình 3.8. Sắc đồ các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ chia dòng tỉ lệ 1:5
( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB; 8: PeCNB)
Tín hiệu detector
Hình 3.9. Sắc đồ của các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ chia dòng tỉ lệ 1 : 10
Tín hiệu detector
Hình 3.10. Sắc đồ của các CBz trên thiết bị GC-ECD ở chế độ chia dòng tỉ lệ 1 : 20
(1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB; 8: PeCNB)
Kết quả trên sắc đồ cho thấy, ở chế độ chia dòng cho các chân pic đều nhỏ gọn, các pic tách nhau rõ ràng và đồng đều. Tuy nhiên, đối với mỗi tỉ lệ chia dòng thì thời gian lưu và tín hiệu của các cấu tử khá khác nhau. Cụ thể, ở điều kiện chia dòng thấp 1 : 5 (Hình 3.8) các pic có xu hướng dịch chuyển sát lại gần nhau (thời gian lưu ngắn) và về gần pic dung môi. Ở chế độ chia dòng 1:10 cho kết quả tách tốt, tín hiệu cao, thời gian phân tích hợp lí. Trong khi đó, chế độ chia dòng cao 1 : 20 (Hình 3.10) cho
pic tín hiệu thấp, làm tăng ảnh hưởng của đường nền trong quá trình phân tích. Nguyên nhân, có thể ở tỉ lệ chia dòng cao, mẫu bị lưu giữ lại trên thành buồng hóa hơi và bộ chia dòng, làm mất chất phân tích, dẫn đến tín hiệu giảm. Do đó, luận án sử dụng tỉ lệ chia dòng 1 : 10 (Hình 3.9 ) ở điều kiện bơm mẫu cho các nghiên cứu tiếp theo.
Qua kết quả khảo sát và tham khảo các công trình đã công bố, luận án đưa ra các điều kiện và thông số tối ưu cho phân tích đồng thời 7 chỉ tiêu CBz trên thiết bị GC detector ECD trong Bảng 3.1
Bảng 3.1. Thông số tổi ưu khi phân tích CBz trên thiết bị GC-ECD 2010
TT Điều kiện Thông số
1 Nhiệt độ cổng bơm 220 °C
2 Chế độ dòng khí Đẳng áp
3 Áp suất đầu cột 100 kPa
4 Thể tích hút mẫu 1 µL
5 Chế độ bơm Chia dòng
6 Tỉ lệ chia dòng 1:10
7 Chương trình bơm mẫu Đẳng áp 8 Tốc độ dòng qua cột 1 mL/phút 9 Cột tách SPB-608 (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) Chương trình nhiệt độ lò cột 70 o C 70 o
C tới 120oC Tốc độ gia nhiệt 10°C/phút; giữ 2 phút 120 o
C tới 280oC Tốc độ gia nhiệt 10 °C/phút; giữ 5 phút Tổng thời gian phân tích 18 phút
Nhiệt độ detector 300 °C
Khí mang Nitơ
Trong Bảng 3.1, một số các điều kiện lựa chọn dựa vào các công trình đã công bố, tuy nhiên cũng có những sự thay đổi để phù hợp với hỗn hợp chất phân tích và điều kiện phòng thí nghiệm, cụ thể như sau: đối với nhiệt độ cổng bơm, luận án lựa chọn nhiệt độ 220 oC, thay vì 250 oC như thường thấy trong các nghiên cứu về phân tích
POPs. Vì trong nghiên cứu này, các chất phân tích có nhiệt độ sôi không quá cao (173 – 323 o
C), điều kiện bơm mẫu chia dòng, nhưng ở tỉ lệ chia dòng khá thấp 1:10, nên ở nhiệt độ đã chọn giúp đảm bảo các cấu tử không bị phân hủy nhiệt. Đối với cột tách, chọn cột SPB – 608, phù hợp cho việc phân tích các cấu tử có độ phân cực yếu của nhóm CBz. Mặt khác, cột này cũng tương đồng với cột DB thường dùng trong các nghiên cứu tương tự đã công bố trên thế giới (Bảng 1.5). Các điều kiện khác được lựa chọn để đảm bảo việc tách các chất CBz đạt hiểu quả tối ưu.
Với các điều kiện sắc kí đã chọn và phân tích trên thiết bị GC-ECD đưa ra trong Bảng 3.1, tiến hành phân tích các dung dịch chuẩn với nồng độ khác nhau từ CS 1 đến CS 400. Sắc đồ tổng CBz của dung dịch chuẩn CBz, trong đó các DCB là 200 ppb, các chất còn lại có cùng nồng độ 100 ppb, được đưa ra trong Hình 3.11
Tín hiệu detector
Hình 3.11. Sắc đồ 7 chỉ tiêu CBz và chất chuẩn đồng hành, chất nội chuẩn
( 1: 1,3-DCB; 2: 1,2- DCB; 3: 1,2,4 - TCB; 4: 1,2,4,5 - TeCB;5: 1,2,3,4 – TeCB; 6: PeCB; 7: HCB; 8: CB 209; 9: PeCNB)
Mỗi một pic trên sắc đồ trên ứng với các chất chuẩn CBz, chuẩn đồng hành CB 209 và nội chuẩn PeCNB. Từ sắc đồ này cho thấy các pic tách khỏi nhau rõ ràng và đồng đều, đạt đến độ phân giải đường nền. Thời gian lưu của các chỉ tiêu CBz, chuẩn đồng hành và nội chuẩn được đưa ra trong Bảng 3.2
Bảng 3.2. Thời gian lưu của các dung dịch chuẩn CBz trên thiết bị GC-ECD
TT Tên chất Thời gian lưu (phút)
1 1.3 Diclobenzen 4,67
TT Tên chất Thời gian lưu (phút) 2 1.2 Diclobenzen 5,31 3 1.2.4 Triclobenzen 7,81 4 1.2.4.5 Tetraclobenzen 10,7 5 1.2.3.4 Tetraclobenzen 11,9 6 Pentaclobenzen 14,0 7 Hexaclobenzen 16,7 8 CB 209 17,5 9 Pentanitroclobenzen 17,9