สารทำเครื่องหมายสำหรับน้ำมันปิโตรเลียมที่วิเคราะห์โดยการวัดสีและวัดการเรืองแสงจากคาร์ดานอลที่เติมไฮโดรเจน

Abstract

ในงานวิจัยนี้ผู้วิจัยประสบความสำเร็จในการเตรียมสีย้อมขึ้นมาใหม่สี่ชนิด ได้แก่ AzoHC, diAzoHC, AFHC และ NPHC เพื่อใช้เป็นสารทำเครื่องหมายสำหรับน้ำมันปิโตรเลียม โดยสีย้อมทั้งหมดมีไฮโดรจีเนเตดคาร์ดานอล (HC) เป็นหมู่แทนที่ ซึ่งได้มาจากของเสียในอุตสาหกรรมอาหารทำให้ราคาไม่แพง โดยสามารถแบ่งสีย้อมได้เป็นสองประเภท คือ สีย้อมที่วิเคราะห์โดยการวัดสี และสีย้อมที่วิเคราะห์โดยวัดการเรืองแสง โดยสีย้อมที่วิเคราะห์โดยการวัดสี ได้แก่ AzoHC และ diAzoHC ประกอบด้วยหมู่ไดเอโซหนึ่งและสองหมู่ ตามลำดับ และมีหมู่ไฮโดรเจนคาร์ดานอลที่ไม่ชอบน้ำ สำหรับการเตรียม AzoHC เตรียมจาก 4-ไนโตรอะนิลีนที่มีจำหน่ายทั่วไป (NTAL, ผลิตภัณฑ์ 62 เปอร์เซนต์) ในขณะที่ diAzoHC ได้จากออร์โธ-อะมิโนโทลูอีน (AMT, ผลิตภัณฑ์ 60 เปอร์เซนต์) ผ่านไดอะโซไทเซชันด้วยไฮโดรจีเนเตดคาร์ดานอล ในขณะที่สีย้อมแบบฟลูออโรจีนิกอีกสองชนิด ได้แก่ ฟลูออเรสซีน AFHC และแนพทาลีไมด์ NPHC ถูกเตรียมจากพทาลิกแอนไฮไดรด์ (PA) และ 4-โบรโม-เอ็น-ฟีนิล-1,8-แนพทาลีไมด์ (BrNP) ซึ่งราคาไม่แพง ตามลำดับ โดยให้ผลผลิตที่ดี และโครงสร้างของสีย้อมที่เตรียมทั้งหมดได้รับการยืนยันเอกลักษณ์ด้วย NMR spectroscopy, IR spectroscopy และ Mass spectrometry โดยสีย้อม AzoHC, diAzoHC และ AFHC มีความสามารถในการละลายในน้ำมันดีเซลได้ดีที่ความเข้มข้นมากกว่า 15,625 ppm ในขณะที่สีย้อม NPHC ไม่สามารถละลายในตัวอย่างน้ำมัน ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นสารทำเครื่องหมายสำหรับน้ำมันปิโตรเลียมได้ น้ำมันดีเซลที่ทำเครื่องหมายด้วย AzoHC หรือ diAzoHC ที่ความเข้มข้น 1-40 ppm ให้การเปลี่ยนแปลงของสีที่ชัดเจน ในขณะที่สีย้อม AFHC ส่งผลให้การเปลี่ยนแปลงสัญญาณการเรืองแสงสูงขึ้นเมื่อเติมสารทำให้เกิดสีที่เหมาะสมการเติมโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในไอโซโพรพานอล (IPA, 1 M) เป็นสารทำให้เกิดสีในน้ำมันดีเซลที่มี AzoHC หรือ diAzoHC ทำให้เกิดเป็นสารละลายเนื้อเดียวกันพร้อมทั้งเกิดการเปลี่ยนสีที่ชัดเจนจากสีเหลืองเป็นสีแดงหรือสีแดงอมส้ม ตามลำดับ ผลการศึกษาเหล่านี้สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของค่าสูงสุดในการดูดกลืนแสงที่ 528 นาโนเมตรเมื่อตรวจสอบด้วยเครื่องยูวี-วิสิเบิล สเปกโทรโฟโตมิเตอร์ ผู้วิจัยพบว่าลิมิตของการตรวจวัด (LOD) ของน้ำมันดีเซลที่มีสีย้อม AzoHC และ diAzoHC อยู่ที่ 1.27 และ 2.71 ppm ตามลำดับ สีย้อมทั้งสองเข้ากันได้ดีและสามารถใช้เป็นสารทำเครื่องหมายสำหรับน้ำมันปิโตรเลียมกับน้ำมันที่จำหน่ายเชิงพาณิชย์ที่แตกต่างกัน 8 ชนิด ได้สำเร็จ เมื่อตรวจสอบความคงตัวของสีย้อมทั้งสองชนิดพบว่าสามารถเก็บไว้ได้นานกว่า 60 วันในสภาวะปกติ ในกรณีของสีย้อม AFHC พบว่าสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในเอ็น-บิวทานอล (BuOH) เป็นสารทำให้เกิดสีที่เหมาะสมที่สุด เมื่อใช้ AFHC กับน้ำมันดีเซลพรีเมียมและน้ำมันก๊าดที่ความเข้มข้นระหว่าง 1-40 ppm ไม่พบสีที่สังเกตได้ทั้งก่อนและหลังการเติมสารทำให้เกิดสี อย่างไรก็ตาม น้ำมันดีเซลพรีเมียมและน้ำมันก๊าดที่มีสีย้อมดังกล่าวแสดงค่าสัญญาณเรืองแสงเพิ่มขึ้นที่ 525 นาโนเมตร เมื่อตรวจสอบโดยฟลูออโรมิเตอร์ ค่าลิมิตของการตรวจวัดของน้ำมันดีเซลพรีเมียมและน้ำมันก๊าดที่มีสีย้อม AFHC อยู่ที่ 1.36 และ 0.75 ppm ตามลำดับ