Nghiên cứu thành công phương pháp phát hiện nhanh methanol bằng thiết bị cảm biến

Sở Khoa học và Công nghệ (KH&CN) TP Hồ Chí Minh cho biết, nhằm phân tích nhanh, chính xác và kịp thời hàm lượng methanol trong đồ uống có cồn, xăng nhiên liệu, nhóm chuyên gia, nhà khoa học tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) đã thực hiện nhiệm vụ khoa học - công nghệ “Chế tạo cảm biến điện hóa và hệ thiết bị phân tích methanol trong đồ uống có cồn và nhiên liệu xăng”. Đây được cho là giải pháp mở ra hướng mới trong việc phân tích hàm lượng methanol đơn giản, với giá thành hợp lý.

Đại diện nhóm thực hiện, GS.TS Trần Đại Lâm cho biết, mục tiêu của nhiệm vụ là chế tạo được cảm biến điện hóa phân tích trực tiếp methanol trong bia rượu và nhiên liệu xăng có kích thước và độ nhạy cao phù hợp cho các phép đo đạc tại hiện trường. Đồng thời, làm chủ công nghệ chế tạo cảm biến tích hợp máy đo điện hóa phân tích trực tiếp methanol trong môi trường lỏng.

Sản phẩm điện cực cảm biến SPE.

Theo đó, GS.TS Trần Đại Lâm và các cộng sự đã thiết kế, chế tạo điện cực in (SPE) ứng dụng làm cảm biến phân tích MeOH. Đồng thời, thiết lập, tối ưu điều kiện tổng hợp màng PANI và composit (PANI-Graphen, PANI-CNTs) cho điện cực SPE biến tính.

Nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ tại Viện Kỹ thuật Nhiệt đới đã chế tạo thành công thiết bị điện hóa xách tay với 2 phiên bản bao gồm: Thiết bị điện hóa xách tay tích hợp màn hình hiển thị PLC, ắc quy cho phép thực hiện các phép đo hiện trường không cần kết nối máy tính và nguồn điện ngoài và thiết bị hóa xách tay kết nối máy tính, nguồn điện ngoài có thể ứng dụng lắp đặt tại các trạm phân tích với đầy đủ các chức năng đo và phân tích điện hóa. Đồng thời, kết nối thành công hai hệ điện hóa trên với điện cực SPE, tạo hệ cảm biến methanol, cho phép phân tích hiện trường hoặc trong phòng thí nghiệm.

Sử dụng các thiết bị điện hóa xách tay và điện cực cảm biến đã chế tạo, nhóm cũng đã kết nối thành công điện cực và thiết bị tạo cảm biến điện hóa methanol có độ chọn lọc cao với methanol; giới hạn phát hiện thấp (1 mg/l); vùng tuyến tính rộng (1 mg/l đến 10.000 mg/l); thời gian đáp ứng dưới 3 giây, và độ lặp lại tốt. Các thiết bị này có độ bền tối thiểu 5 năm.

Phân tích methanol trong các mẫu bia rượu bằng cảm biến điện hóa.

 

Từ những kết quả ghi nhận được, nhóm tác giả khẳng định, ưu điểm của phương pháp cảm biến là phân tích trực tiếp, trả kết quả nhanh trong khi phương pháp GC/MS đòi hỏi pha loãng mẫu và thời gian phân tích khá lâu. Ngoài ra, sử dụng cảm biến phân tích hàm lượng methanol trong một số mẫu đồ uống có cồn và nhiên liệu xăng, cho thấy hàm lượng methanol nằm trong ngưỡng cho phép theo TCVN và nằm dưới ngưỡng phát hiện của cảm biến.

Theo GS.TS Trần Đại Lâm, để định lượng methanol trong đồ uống có cồn có thể sử dụng các thiết bị phân tích hóa lý trong phòng thí nghiệm như phương pháp sắc ký sử dụng chuẩn nội n-butanol, bộ kít để phân tích định tính methanol, dùng cảm biến sinh học...

"Tuy nhiên, để phân tích định lượng methanol cần thực hiện bằng các phân tích chuyên sâu, tốn nhiều thời gian từ khi lấy mẫu đến khi có kết quả. Ngoài ra, các phương pháp trên tuy chính xác nhưng phức tạp, chi phí cao", GS.TS Trần Đại Lâm nhận định.

Vì thế, có thể khẳng định rằng, với việc chế tạo thành công cảm biến điện hóa và hệ thiết bị phân tích methanol trong đồ uống có cồn và nhiên liệu xăng của nhóm tác giả, đã có thể khắc phục các hạn chế và thay thế các phương pháp nói trên.