Xăng là hỗn hợp của hàng chục chất hydrocarbon thơm - các hợp chất hóa học mà các phân tử của chúng có chứa carbon. Theo nguyên tắc, càng nhiều hợp chất thơm thì chỉ số octan càng cao và xăng cháy càng hoàn toàn và đều. Nếu có quá nhiều hợp chất thơm trong xăng, xe sẽ dễ bị tắc bộ lọc nhiên liệu, tắc kim phun nhiên liệu, dẫn đến động cơ bị mài mòn nhanh. Vì vậy, để các thiết bị chạy bằng động cơ đốt trong có tuổi thọ cao hơn, cần phải kiểm soát hàm lượng chất thơm trong xăng.
Ngày nay, phương pháp phổ biến nhất để xác định thành phần của xăng là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Đây là phương pháp chia tách trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn, hay một chất mang đã được biến bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ. Các chất độc hại và dễ cháy như hexan, methylene chloride hoặc acetonitrile thường được dùng làm dung môi. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng giảm lượng chất thải độc hại và do đó đang tìm kiếm những cách mới để xác định thành phần hóa học của xăng.
Các mẫu sản phẩm dầu mỏ được thử nghiệm
© Ảnh : Yuri Marfin
Các nhà khoa học từ Đại học Hóa học và Công nghệ Ivanovo (thành phố Ivanovo) và Đại học Quốc gia Thái Bình Dương (thành phố Khabarovsk) đã đề xuất sử dụng một chất phát quang đặc biệt để phân tích, mà độ phát sáng của chất này phụ thuộc vào hàm lượng các thành phần riêng lẻ của xăng. Các tác giả thu được hợp chất này bằng cách trộn pyrrole, một hợp chất vòng chứa các nguyên tử cacbon và nitơ, và benzaldehyde, một hợp chất vòng carbon chứa oxy và một số nguyên tử khác.
Hoá ra, với sự trợ giúp của chất phát quang thu được có thể xác định hàm lượng hợp chất thơm trong mẫu xăng với sai số không quá 3%. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu cho thấy xăng chứa càng nhiều hợp chất thơm thì độ phát sáng càng mạnh.
Các nhà khoa học đã tính toán rằng, một nhà máy sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để xác định thành phần hóa học của xăng thải ra 30 lít chất thải độc hại mỗi năm. Ngoài ra, cột sắc ký HPLC được thiết kế cho 100 lần phân tích và có giá trung bình khoảng 50 nghìn rúp, trong khi phương pháp được đề xuất, như các nhà nghiên cứu lưu ý, chỉ cần một cảm biến có giá 30 kopeck cho mỗi mẫu. Để thu được chất phát quang, chỉ cần sử dụng khoảng một gam thuốc thử độc hại với môi trường, còn sản phẩm thu được đủ cho 9 nghìn lần phân tích. Do đó, phương pháp mới này tuân thủ các nguyên tắc của hóa học xanh.
"Trong tương lai gần, chúng tôi có kế hoạch cải thiện các hợp chất phát quang để đảm bảo độ nhạy cao hơn và ít lỗi hơn khi xác định hàm lượng các hợp chất hydrocacbon thơm. Nhờ nghiên cứu của chúng tôi, các doanh nghiệp có thể chuyển sang các vật liệu cảm biến thuận tiện để sử dụng, bao gồm cả các vật liệu có thể tái sử dụng. Và bằng cách kết hợp một số chất phát quang, chúng tôi sẽ mở rộng danh sách các hóa chất có thể phát hiện được trong mẫu xăng", - chuyên gia Yuri Marfin, giáo sư tại Đại học Quốc gia Thái Bình Dương, cho biết.