tạo khơng gian hơi của mẫu
Ảnh hưởng đường kính trong của cột OT-SPME đến hiệu quả vi chiết các chất Cl-VOC trong không gian hơi của mẫu nước trên 2 cột OT-SPME có đường kính trong khác nhau (cột OT-0,4 và cột OT-0,1); chiều dài lớp màng phủ GCB/PDMS trong cả hai cột là 1 cm được thực hiện vi chiết Cl-VOC trong không gian hơi của mẫu nước ở các nhiệt độ khác nhau.
Với các bước thực nghiệm như nêu ở mục 2.4.3.3 và mục 3.1.2, sắc đồ phân tích Cl-VOC trong mẫu nước W2 ở nhiệt độ tạo không gian hơi của mẫu là 75oC bằng cột vi chiết OT-0,1 và GC/ECD được chỉ ra trong Hình 3.9.
Hình 3.9. Sắc đồ phân tích Cl-VOC trong mẫu nước W2 được vi chiết bằng cột OT-0,1 có chiều dài lớp phủ 1 cm ở 75 oC trên GC/ECD
1,1-đicloetan (2,908 phút), Triclometan (3,061 phút), Flobenzen (3,243 phút), 1,1,2-tricloetan (3,633 phút), Tetracloeten (4,222 phút)
3.4.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo không gian hơi của mẫu
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ tạo không gian hơi của mẫu nước đến hiệu quả vi chiết Cl-VOC của hai cột OT-0,1 và OT-0,4 được chỉ ra trong Bảng 3.6. Từ kết quả nêu trong Bảng 3.6, khi so sánh sự thay đổi số đếm diện tích píc của các chất Cl-VOC được vi chiết trên cùng một cột OT-0,4 hoặc OT-0,1 cho thấy, sự thay đổi số đếm diện tích píc của các chất 1,1-đicloetan; triclometan; 1,1,2-tricloetan; tetracloeten và flobenzen trong không gian hơi ở các nhiệt độ khác nhau là khác nhau. Khi tăng nhiệt độ mẫu tới một nhiệt độ nhất định sẽ làm giảm hiệu quả hấp phụ và phân bố chất trên lớp màng phủ GCB/PDMS. Điều này hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Frédéric Delage và các cộng sự [52]. Theo đó, khi độ ẩm tương đối trong mơi trường khí tăng lên thì lượng nước do than tiếp nhận khơng nhiều, nhưng lại ảnh hưởng bất lợi đến khả năng hấp phụ của các chất bay hơi rất lớn. Trong nghiên cứu này, khi
tăng, vì vậy làm giảm khả năng vi chiết một số chất Cl-VOC của cột OT-0,4 và OT-0,1.
Thực nghiệm cho thấy, đối với cả 2 cột OT-0,4 và OT-0,1 ở nhiệt độ hóa hơi mẫu là 75oC thì số đếm diện tích píc của các chất Cl-VOC là lớn nhất, và khi tăng nhiệt độ hóa hơi mẫu lên trên 75oC thì số đếm diện tích của các chất này giảm, điều này có thể do ở nhiệt độ trên 75oC cịn có sự giải hấp phụ các chất Cl-VOC từ lớp phủ GCB/PDMS và điều quan trọng, khi nhiệt độ lên cao lượng hơi nước lớn hơn đã làm giảm dung lượng hấp phụ và khả năng hấp phụ của lớp phủ GCB/PDMS; vì vậy, 75oC được chọn là nhiệt độ tối ưu tạo không gian hơi của mẫu nước để vi chiết Cl-VOC bằng cột OT-SPME đã chế tạo.
Bảng 3.6. Sự thay đổi số đếm diện tích píc của Cl-VOC được vi chiết bằng 2 cột OT-SPME có đường kính trong khác nhau ở các nhiệt độ tạo khơng gian hơi của
mẫu khác nhau
Nhiệt độ (oC)
Sự thay đổi số đếm diện tích píc của một số chất Cl-VOC
1,1- đicloetan Triclometan Flobenzen 1,1,2-tricloetan Tetracloeten
OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 50 37842 30652 - - - - - - 83108 68980 50 37842 30652 - - - - - - 83108 68980 55 88175 74949 61976 49581 16117 12088 64148 48752 204248 161356 60 153137 127104 101167 76887 19353 15095 117413 91582 331175 258317 65 292182 222058 219357 182066 26813 20110 201845 159458 745657 626352 70 409734 331885 274337 233186 39021 29656 258158 193619 1185960 948768 75 410432 332450 280925 238786 45572 38280 267930 227741 1190190 964054 80 333021 283068 230237 188794 35765 27539 196281 164876 783247 587435 85 271293 214321 183147 142855 26121 21158 157477 127556 636352 477264
3.4.1.2. Ảnh hưởng của đường kính trong của cột OT-SPME đến hiệu quả vi chiết Cl-VOC
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của đường kính trong của cột OT-SPME đến hiệu quả vi chiết Cl-VOC trong không gian hơi của mẫu nước được chỉ ra ở Bảng 3.6. Khi so sánh độ lớn số đếm diện tích píc và mức độ thay đổi số đếm diện tích píc của từng chất ở các nhiệt độ khác nhau (Hình 3.10) có thể nhận thấy cột vi chiết OT-0,1 có đường kính trong 0,1 mm cho hiệu quả vi chiết Cl- VOC cao hơn và ổn định hơn so với cột OT-0,4 có đường kính trong 0,419 mm.
Hình 3.10. So sánh hiệu quả vi chiết một số chất Cl-VOC của 2 cột vi chiết OT-0,1 và OT-0,4 ở các nhiệt độ tạo không gian hơi của mẫu khác nhau
Từ các kết quả và thảo luận ở trên có thể thấy hiệu quả vi chiết Cl-VOC ngồi ảnh hưởng của nhiệt độ tạo khơng gian hơi của mẫu cịn có cả ảnh hưởng của kích thước đường kính trong của cột OT-SPME.
Có thể mơ tả động học của q trình vi chiết Cl-VOC bằng hai cột OT- 0,1 và OT-0,4 trong Hình 3.11. Điều dễ nhận thấy là, cột OT-0,1 có đường kính trong 0,1 mm đã làm cho tốc độ dịng hơi có chứa chất Cl-VOC đi lên phía trên vào xyranh rất chậm; trở kháng đường kính trong nhỏ đã tạo ra hiệu ứng này. Chính vì vậy tốc độ dịng khí này dễ dàng được điều chỉnh để nhận được hiệu quả vi chiết Cl-VOC trong pha hơi cao nhất. Những ưu điểm trên không nhận được ở cột OT-0,4. Với tốc độ dòng hơi nhỏ trong cột OT-0,1 đã làm cho mật
0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000
OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,4 OT-0,1 OT-0,41,1- đicloetan Triclometan Flobenzen 1,1,2-tricloetan Tetracloeten 1,1- đicloetan Triclometan Flobenzen 1,1,2-tricloetan Tetracloeten
Số đếm d iệ n t ích p íc 50 55 60 65 70 75 80 85
độ (áp suất) các chất Cl-VOC vùng bề mặt lớp màng phủ chứa GCB và PDMS cao hơn, thời gian lưu của các chất này tại khu vực màng phủ lâu hơn, vì vậy đã tạo điều kiện để các Cl-VOC tiếp xúc và hấp phụ tốt hơn trên lớp phủ GCB/PDMS. Những yếu tố nêu trên đã làm tăng hiệu quả vi chiết các chất Cl- VOC và ổn định trong việc lấy mẫu khi sử dụng cột OT-0,1. Đây là đặc tính vượt trội của cột vi chiết OT-SPME có đường kính trong 0,1 mm so với cột OT-0,4 và các cột vi chiết thương mại hiện đang sử dụng.
Hình 3.11. Mơ tả động học của q trình vi chiết Cl-VOC trong khơng gian hơi của 2 cột OT-0,1 và OT-0,4
Trong khi đó, đối với cột OT-0,4, do đường kính trong của cột lớn nên mật độ các chất Cl-VOC ở khu vực lớp phủ GCB/PDMS thấp, thời gian các chất Cl-VOC tiếp xúc với lớp phủ GCB/PDMS ngắn, tốc độ dòng hơi chứa Cl- VOC đi vào xyranh lớn và khó kiểm sốt, vì vậy đã làm cho hiệu quả vi chiết Cl-VOC của cột OT-0,4 kém hiệu quả và không ổn định.
Từ những kết luận nêu trên, chúng tôi lựa chọn các điều kiện trong các nghiên cứu tiếp theo là, sử dụng cột OT-0,1 đường kính trong 0,1 mm, nhiệt độ để tạo khơng gian hơi của mẫu nước để vi chiết Cl-VOC bằng cột OT-SPME đã chế tạo là 75oC.