การตรวจวัดซัลเฟอร์ทั้งหมดในดีเซลโดยวิธีทางเคมีไฟฟ้า

Abstract

สารประกอบซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบอย่างหนึ่งที่พบมากที่สุดในน้ำมันดีเซล ซึ่งปริมาณซัลเฟอร์ที่อยู่ในน้ำมันจะทำให้เกิดการกัดกร่อนของเครื่องมือและเมื่อถูกเผาไหม้จะเกิดสารประกอบซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOx) เมื่อปล่อยออกสู่บรรยากาศส่งผลทำให้เกิดมลภาวะทางอากาศเป็นพิษส่งผลต่อสุขภาพมนุษย์ และสิ่งแวดล้อม จึงทำให้สหภาพยุโรป (EU) ได้ตระหนักและพยายามควบคุมปริมาณซัลเฟอร์ในน้ำมันดีเซลให้มีปริมาณต่ำลง ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงศึกษาการตรวจวัดปริมาณซัลเฟอร์ทั้งหมดในดีเซลโดยใช้เทคนิคทางเคมีไฟฟ้า ร่วมกับการพัฒนาขั้วไฟฟ้าเพื่อให้มีความเหมาะสมในการตรวจวัดปริมาณซัลเฟอร์ในดีเซล การศึกษาประกอบด้วย การเลือกตัวทำละลายและอิเล็กโทรไลต์ที่เหมาะสม, ศึกษาสัญญาณไดบิวทิวซัลไฟด์บนขั้วไฟฟ้าชนิดต่างๆ ได้แก่ ขั้วไฟฟ้าคาร์บอนไฟเบอร์, ขั้วไฟฟ้าทอง, ขั้วไฟฟ้าบิสมัท, ขั้วไฟฟ้าฟิล์มทอง, ขั้วไฟฟ้าฟิล์มปรอท และขั้วไฟฟ้าฟิล์มเงิน, หาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการเตรียมขั้วไฟฟ้า, และเปรียบเทียบความไวของเทคนิคระหว่างสแควร์เวฟโวลแทมเมทรีและดิฟเฟอร์เรนเชียลพัลส์ โวลแทมเมทรี การวิจัยพบว่า กรดซัลฟิวริก 55 mM ในตัวทำละลายผสมระหว่างโทลูอีนกับเมทานอล ในอัตราส่วน 1 ต่อ 1 โดยปริมาตร ตรวจวัดสัญญาณด้วยขั้วไฟฟ้าบิสมัท โดยใช้เทคนิคสแควร์เวฟโวลแทมเมทรีให้สัญญาณการตรวจวัดเหมาะสมที่สุด การเตรียมขั้วไฟฟ้าบิสมัทเตรียมในสารละลายบิสมัทความเข้มข้น 0.10 ppm ด้วยศักย์ไฟฟ้าในการเกาะติด -1.0 โวลต์ เป็นเวลา 10 วินาที การทดสอบด้วยเทคนิคโวลแทมเมทรีพบว่าให้ค่าความไวที่ 194.93 nA/ppm, ขีดจำกัดต่ำสุดของการทดสอบเชิงคุณภาพ (LOD) 0.041 ppm และขีดจำกัดต่ำสุดของการทดสอบเชิงปริมาณ (LOQ) 0.135 ppm และวิธีนี้ให้ค่าความเที่ยงดี จากการตรวจวัดปริมาณซัลเฟอร์ทั้งหมดในตัวอย่างน้ำมันดีเซลที่รวบรวมได้จากพื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย จำนวน 10 ตัวอย่าง พบว่าค่าที่ตรวจวัดด้วยขั้วไฟฟ้าบิสมัท โดยใช้เทคนิคสแควร์เวฟโวลแทมเมทรี ให้ค่าที่สอดคล้องและอยู่ในเกณฑ์ดีกับค่าที่ได้จากการตรวจวัดด้วยวิธีมาตรฐาน ASTM D 2622 โดยให้ค่าความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 6.67 เปอร์เซ็นต์ และค่าที่ตรวจวัดได้ด้วยเทคนิคนี้มีค่าต่ำกว่ามาตรฐานยูโร 4 ที่กำหนดใช้ในประเทศไทยตั้งแต่ 1 มกราคม พ.ศ.2555 เป็นต้นมา