CHƯƠNG III THỰC NGHIỆM
3.5.3.Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân NMR
Những hạt nhân có spin ½ như 1H, 19F, 13C bị định hướng theo 2 hướng(gọi là song song và phản song song), tương ứng với hai trạng thái năng lượng trong từ trường [28]. Ở một giá trị từ trường đã cho, hiệu năng lượng giữa 2 trạng thái đó đặc trưng cho bản chất hạt nhân.
Có thể đo hiệu năng lượng đó bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân. Mẫu phân tích được bao quanh bằng một cuộn dây dẫn dòng điện xoay chiều có tần số biến đổi được. Toàn bộ hệ thống đó được đặt trong một từ trường. Biến đổi tần số mạch điện cho đến khi năng lượng của photon phát ra bởi mẫu bằng hiệu năng lượng giữa hai trạng thái của hạt nhân, thì trong hệ xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Đó là sự cộng hưởng từ hạt nhân.
Có 2 phương pháp NMR là: cộng hưởng từ sóng liên tục và cộng hưởng từ hạt nhân xung. Ngày nay, phương pháp NMR xung với biến đổi Fourier đã được thay thế cho phương pháp NMR sóng liên tục.
Trong quá trình máy phổ làm việc sẽ không tránh khỏi những nhiễu loạn nhẫu nhiên của điện áp. Thiết bị ghi cũng sẽ ghi nhận cả những nhiễu loạn này. Nếu tín hiệu NMR là quá yếu thì sẽ không thể phân biệt được tín hiệu với nhiễu. Tỉ số giữa độ lớn tín hiệu (S) và độ lớn của nhiễu (N) phụ thuộc vào số lần đo n:
= (3.3)
Ở phương pháp NMR xung, người ta dùng các xung tần số radio công suất lớn (200 – 1000 Wt) thời gian kéo dài cỡ 10-5 s, mỗi xung cách nhau khoảng 1-2 s. Bằng cách dùng nhiều xung như vậy đã làm tăng thêm số lần đo lên nhiều lần, do đó cải thiện đáng kể tỉ số cường độ giữa tín hiệu và nhiễu.
Hiệu số ∆ν giữa tần số cộng hưởng của các proton dùng làm chuẩn (νchuẩn) và tần số cộng hưởng của proton có cấu tạo đang xét (νx) không những phụ thuộc vào cấu tạo hóa học mà còn phụ thuộc vào tần số làm việc của máy (vo), do đó không dùng để đặc trưng cho các loại proton được. Thế nhưng, tỉ số ∆ν/νo lại không phụ
Người ta định nghĩa độ dịch chuyển hóa học (kí hiệu là δ) như sau . 106 = . 106 (ppm) (3.4)
Trong đó:
νchuẩn : tần số cộng hưởng của các proton dùng làm chuẩn. νx : tần số cộng hưởng của proton có cấu tạo đang xét. νo : tần số làm việc của máy phổ.
ppm (part per million): phần triệu.
Theo cách định nghĩa trên, proton nào cộng hưởng ở trường yếu hơn sẽ có độ dịch chuyển hóa học lớn hơn. Ngoài thang δ về độ dịch chuyển hóa học được dùng phổ biến người ta còn dùng thang τ cho độ dịch chuyển cơ học: τ= 10 – δ (ppm) nhưng ngày nay rất ít được sử dụng.
Bằng cách nghiên cứu phổ NMR theo cách như vậy có thể xác định được trạng thái trong đó nguyên tử hydro ở các trạng thái khác nhau. Cũng làm như vậy đối với cacbon.
Phổ 1H NMR và 13C NMR của các chất lỏn ion tổng hợp ra được ghi trên máy Brucker 500 MHz tại Viện Hóa học, Viện Khoa học và công nghệ Việt
Nam.CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Sau khi tổng hợp được 5 chất lỏng ion [BMIM][HSO4], [BMIM][CH3COO], [BMIM][DBP], [OMIM][HSO4], [OMIM][CH3COO] được nghiên cứu xác định tính chất vật lý và đo phổ IR, NMR để xác nhận cấu trúc. Sau đó, chúng được sử dụng làm dung môi để chiết hợp chất chứa lưu huỳnh dibenzothiophen trong dầu mẫu, chất lỏng ion cho hiệu suất chiết cao nhất là [OMIM][CH3COO] và thấp nhất là [BMIM][HSO4] được lựa chọn làm dung môi chiết các hợp chất lưu huỳnh trong dầu diesel.
Sau khi chiết các hợp chất S trong diesel, IL [OMIM][CH3COO] được tái sinh lại bằng dung môi etyl axetate và xyclohecxan. Các dung môi tái sinh là etyl axetate và xyclohecxan cũng đã được thu hồi lại bằng phương pháp chưng cất.