Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) là một công cụ đa năng được sử dụng để phát hiện các chất gây ô nhiễm thông thường, các sản phẩm phụ suy giảm chất bôi trơn và các chất phụ gia trong dầu bôi trơn. Nó đã trở thành một kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để đánh giá nhanh chóng nhiều đặc tính của chất bôi trơn, nhưng nhiều người vẫn chưa hiểu đầy đủ về cách hoạt động của nó.
Khi tiếp xúc với bức xạ hồng ngoại, các phân tử hấp thụ bức xạ ở các bước sóng rất cụ thể. Biết được điều này, bạn có thể truyền bức xạ hồng ngoại qua một mẫu và sử dụng máy dò ở phía bên kia của mẫu để xác định các phân tử được tìm thấy trong mẫu đó.
Giống như dấu vân tay, không có hai phân tử nào tạo ra cùng một mẫu hoặc bước sóng. Điều này rất hữu ích để có thể xác định thành phần vật chất của mẫu. Phân tích định tính trở nên dễ dàng vì thực tế này. Khi một thuật toán phần mềm được sử dụng để vẽ phổ kết quả, một biểu diễn trực quan sẽ được tạo ra.
Phương pháp kiểm tra này thực hiện tương đối nhanh và có khả năng phát hiện đồng thời nhiều thông số, bao gồm chất chống oxy hóa, nước, muội than, nhiên liệu, glycol , quá trình oxy hóa dầu và một số chất phụ gia. Thêm vào sức mạnh của phép đo định tính này, kích thước của các pic là một chỉ báo trực tiếp về lượng vật liệu cụ thể được tìm thấy trong mẫu.
Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về quy trình và giải phẫu của việc phân tích một mẫu. Thành phần đầu tiên trong hệ thống là nguồn. Nguồn sẽ phát ra năng lượng hồng ngoại và gửi nó qua một khẩu độ để kiểm soát lượng được đưa vào mẫu.
Tiếp theo, chùm tia đi vào giao thoa kế, nơi nó được “mã hóa” bằng cách sử dụng một loạt gương tĩnh và gương chuyển động. Mã hóa này là một cách để tạo ra một tín hiệu bao gồm tất cả các tần số hồng ngoại quan trọng đồng thời.
Sau đó chùm tia đi vào mẫu, và một số tần số nhất định của năng lượng bị hấp thụ. Năng lượng thoát ra khỏi mẫu được gửi đến máy dò tại nơi nó được đo. Tín hiệu đo được này sau đó được gửi đến một máy tính nơi diễn ra phép biến đổi Fourier. Phép biến đổi Fourier là một quá trình toán học trong đó một dạng sóng có thể được chia thành một biểu diễn thay thế để dễ xem. Tại thời điểm này, kết quả được vẽ trên màn hình và kỹ thuật viên có thể thực hiện một phân tích đơn giản.
Vì hầu hết các mẫu dầu được sử dụng là hỗn hợp phức tạp của hàng nghìn phân tử khác nhau, bao gồm các phân tử dầu gốc, chất phụ gia, các sản phẩm phụ thoái hóa dầu , mảnh vụn mòn và chất gây ô nhiễm, nên phổ hồng ngoại của mẫu thường phức tạp và có thể khó giải thích với bất kỳ mức độ chắc chắn nào. , vì một số wavenumbers có thể chồng lên nhau. Bất chấp những nhược điểm này, FTIR vẫn có giá trị lớn trong phân tích dầu đã qua sử dụng và được phần lớn các phòng thí nghiệm phân tích dầu sử dụng như một công cụ sàng lọc.
Để giảm thiểu ảnh hưởng của cộng hưởng phân tử dầu gốc và phụ gia, phân tích FTIR đối với các mẫu dầu đã qua sử dụng là một quy trình ba giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là ghi lại phổ FTIR của một mẫu dầu mới để thu được dấu vết FTIR cơ bản.
Giai đoạn thứ hai là ghi lại cùng một phổ FTIR của mẫu dầu đã sử dụng. Giai đoạn thứ ba và cuối cùng là trừ đường cơ sở của dầu mới, thường được gọi là tham chiếu dầu mới, khỏi phổ dầu đã sử dụng để thu được phổ chênh lệch. Về lý thuyết, phổ chênh lệch cho phép những thay đổi trong cả thành phần hóa học của dầu, chẳng hạn như quá trình oxy hóa dầu (được biểu thị bằng sự gia tăng đỉnh tập trung vào khoảng 1740 cm-1) và bất kỳ chất gây ô nhiễm nào được đo mà không có sự can thiệp của dầu mới. cộng hưởng phân tử.
Một hạn chế chính của quy trình phổ chênh lệch này là thường không thực tế để gửi một mẫu dầu mới với mẫu dầu đã sử dụng mỗi khi cần phân tích. Để quy trình được chính xác, tham chiếu dầu mới cho mục đích này không chỉ phải cùng loại, nhãn hiệu và cấp với dầu đã qua sử dụng mà còn phải từ cùng một lô dầu được sản xuất.
Một lĩnh vực khác mà FTIR có thể chứng minh là cực kỳ có giá trị là xác định những thay đổi đáng kể trong hóa học dầu, chẳng hạn như những gì có thể xảy ra khi hai loại dầu có thành phần hóa học khác nhau được thêm vào với nhau vì nhiễm bẩn chéo. Hình dưới đây cho thấy phổ FTIR của sự pha trộn giữa dầu tổng hợp gốc polyalphaolefin và chất lỏng điều khiển điện thủy lực (EHC) este photphat .
Bằng cách ghi lại phổ FTIR của hỗn hợp bị nghi ngờ cùng với phổ tham chiếu dầu mới đã biết của polyalphaolefin tinh khiết và chất lỏng EHC tinh khiết, có thể xác nhận sự pha trộn ngẫu nhiên này. Trên thực tế, khi nghi ngờ vấn đề nhiễm bẩn không xác định, thường nên chạy ngay phổ FTIR kết hợp với tham chiếu dầu mới bất cứ khi nào có thể.
FTIR là một bổ sung có giá trị cho bất kỳ chương trình phân tích dầu nào. Bằng cách hiểu kỹ thuật này hoạt động như thế nào cũng như những điểm mạnh và hạn chế của nó, các nhà phân tích dầu mỏ và người dùng cuối có thể thu được một lượng lớn thông tin khi sử dụng nó cùng với các phương pháp và chiến lược kiểm tra tiêu chuẩn khác.
Pingback: Máy quang phổ hồng ngoại ftir?