CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
3.3. Kết quả thực nghiệm xác định dung môi hữu cơ trong môi trường nước
3.3.1. Xác định ethanol và methanol trong xăng bằng cảm biến pha lỏng
Các cảm biến buồng vi cộng hưởng dựa trên silic xốp đã được áp dụng để xác định định lượng ethanol và methanol trong xăng A92 thương mại. Trước hết chúng tôi xây dựng đường đặc trưng cơ bản của cảm biến, nghĩa là sự phụ thuộc giữa độ dịch bước sóng của cảm biến vào chiết suất. Bảng 3.2 trình bày một số dung môi hữu cơ với chiết suất đã biết và bước sóng cộng hưởng của cảm biến được nhúng trong dung môi tương ứng.
Bảng 3.2. Một số dung môi hữu cơ với chiết suất đã biết và bước sóng cộng hưởng của cảm biến được nhúng trong dung môi tương ứng
Dung môi hữu cơ Chiết suất Bước sóng cộng hưởng (nm) Không khí Methanol (99,5%) Ethanol (99,7%) Isopropanol (99,7%) Methylene chloride (99,5%) 1,0003 1,3280 1,3614 1,3776 1,4242 504,75 572,05 579,00 583,17 592,85
Độ nhạy được định nghĩa là tỷ số giữa độ dịch chuyển của bước sóng cộng hưởng và sự thay đổi chiết suất tương ứng (∆λ/∆n) là một trong các thông số quan trong nhất để đánh giá đặc trưng của cảm biến. Bằng cách sử dụng các số liệu thực nghiệm trong bảng 3.2 chúng ta tính được độ nhạy của cảm biến là 200 nm/RIU. Dựa trên sự dịch chuyển bước sóng cảm biến thu được từ thực nghiệm cho các chất cần phân tích và đường đặc trưng của cảm biến chúng ta xác định được chiết suất của đối tượng cần phân tích. Hình 3.15 thể hiện mối quan hệ giữa sự dịch chuyển bước sóng của cảm biến và chiết suất của các chất phân tích gồm xăng A92, xăng A92 pha 5% và 15% ethanol, xăng A92 pha 5% và 15% methanol [36].
Hình 3.15. Sự thay đổi bước sóng cộng hưởng của cảm biến với nồng độ hỗn hợp methanol và ethanol khác nhau và A92 xăng thương mại [36].
Trong trường hợp của hỗn hợp ethanol/A92, sự thay đổi bước sóng cộng hưởng là 3,6 nm khi nồng độ ethanol thay đổi trong khoảng từ 5% đến 15%. Với độ phân giải phổ của hệ quang học là 0,3 nm, nồng độ ethanol nhỏ nhất có thể phát hiện trong hỗn hợp ethanol/A92 khoảng 0,8%.
Trong trường hợp của methanol/A92, thay đổi bước sóng là 7,2 nm khi nồng độ methanol thay đổi trong khoảng từ 5% đến 15% trong xăng. Từ những dữ liệu thực nghiệm, chúng tôi cho rằng các cảm biến chế tạo được có thể phân biệt được sự thay đổi nồng độ methanol khoảng 0,4% trong xăng.