TCVN10141-2:2013

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10141-2:2013 (ISO 22197-2:2011) về Gốm mịn (gốm cao cấp, gốm kỹ thuật cao cấp) - Phương pháp xác định tính năng làm sạch không khí của vật liệu bán dẫn xúc tác quang - Phần 2: Loại bỏ acetaldehyd TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10141-2:2013 ISO 22197-2:2011 GỐM MỊN (GỐM CAO CẤP, GỐM KỸ THUẬT CAO CẤP) - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH NĂNG LÀM SẠCH KHÔNG KHÍ CỦA VẬT LIỆU BÁN DẪN XÚC TÁC QUANG - PHẦN 2: LOẠI BỎ ACETALDEHYD Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) - Test method for air-purification per f ormance of semiconducting photocatalytic materials - Part 2: Removal of acetaldehyde Lời nói đầu TCVN 10141-2:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 22197-2:2011. TCVN 10141-2:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC206 Gốm cao cấp biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị , Bộ Khoa học v à Công nghệ công bố. Bộ tiêu chuẩn TCVN 10141, chấp nhận bộ tiêu chuẩn ISO 22197, gồm các tiêu chu ẩ n dưới đây có tên chung Gốm mịn (gốm cao cấp, gốm kỹ thuật cao c ấ p) - Ph ương pháp xác định tính năng làm sạch không kh í của vật liệu bán dẫn xúc tác quang : - TCVN 10141-1:2013 (ISO 22197-1:2007) Phần 1: Loại b ỏ nitơ oxit - TCVN 10141-2:2013 (ISO 22197-2:2011) Phần 2: Loại bỏ acetaldehyd - TCVN 10141-3:2013 (ISO 22197-3:2011) Ph ầ n 3: Loại bỏ toluen GỐM MỊN (GỐM CAO CẤP, GỐM KỸ THUẬT CAO CẤP) - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH NĂNG LÀM SẠCH KHÔNG KHÍ CỦA VẬT LIỆU BÁN DẪN XÚC TÁC QUANG - PHẦN 2: LOẠI BỎ ACETALDEHYD Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) - Test method for air-purification per f ormance of semiconducting photocatalytic materials - Part 2: Removal of acetaldehyde 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chu ẩ n này quy định phương pháp thử t í nh năng làm sạch không khí của vật liệu có chứa chất xúc tác quang hoặc có màng xúc tác quang trên bề mặt, thường được làm từ các oxit kim loại bán dẫn, như titan dioxit hoặc các vật liệu gốm khác, bằng c ách phơi mẫu thử liên tục trong mô hình không khí ô nhiễm khi chiếu xạ ánh sáng tử ngoại (UV-A). Tiêu chuẩn này được sử dụng với nhiều loại vật liệu khác nhau, như vật liệu xây dựng ở dạng tấm phẳng, dạng bảng hoặc dạng đĩa, đó là những dạng cơ bản của vật liệu đối với các ứng dụng khác nhau. Tiêu chuẩn này cũng áp dụng đối với các vật liệu có cấu trúc lọc bao gồm dạng cấu trúc tổ ong, sợi len hoặc không phải len và đối với chất dẻo hoặc vật liệu giấy nếu chúng có ch ứ a vi tinh thể gốm và compozit. Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với vật liệu xúc tác quang dạng bột và dạng hạt. Phương pháp thử này được áp dụng đối với các vật liệu xúc tác quang được sản xuất để làm sạch không khí. Phương pháp này không phù hợp để xác định các tính năng khác của vật liệu xúc tác quang, có nghĩa là phân h ủy các chất nhiễm bẩn nước, tự l à m sạch, chống mờ và hoạt t í nh chống khuẩn. Tiêu chuẩn này liên quan đến sự loại b ỏ acetaldehyd. 2. Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chu ẩ n này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố th ì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 6910-2:2001 (ISO 5725-2:1994), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo - Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn. TCVN 7870-1:2010 (ISO 80000-1:2009), Đại lượng và đơn vị - Phần 1: Tổng quan. TCVN 10141-1:2013 (ISO 22197-1:2007), Gốm mịn (gốm cao cấp, gốm kỹ thuật cao cấp) - Phương pháp xác định t í nh năng làm sạch không khí của vật liệu bán dẫn xúc tác quang - Phần 1: Loại b ỏ nitơ oxit. TCVN ISO/IEC 17025:2007 (ISO/IEC 17025:2005) Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn. ISO 2718:1974, Standard layout for a method of chemical analysis by gas chromatography (Cách trình bày phương pháp phân tích hóa học bằng sắc ký kh í ). ISO 4224:2000, Ambient air - Determination of carbon monoxide - Non-dispersive in f rared spectrometric method (Không kh í xung quanh - Xác định carnbon monoxide - Phương pháp quang phổ hồng ngoại không tán xạ) . ISO 4677-1:1985, Atmospheres for conditioning and testing - Determination of relative humidity - Part 1: Aspirated psychrometer method (Khí quyển để ổn định và thử nghiệm - Xác định độ ẩm tương đối - Phần 1: Phương pháp hút ẩm kế) . ISO 6145-7:2001, Gas analysis - Preparation of calibration gas mixture using dynamic volumetric methods - Part 7: Thermal mass-flow controllers (Phân tích khí - Chuẩn bị hỗn hợp khí hiệu chuẩn sử dụng phương pháp thể t í ch động học - Phần 7: Bộ điều khiển nhiệt khối lượng - lưu lượng) . ISO 10677, Fine ceramics (advanced ceramics, technical advanced ceramics) - Ultraviolet light source for testing semiconducting photocatalytic materials (Gốm mịn (gốm cao cấp, gốm kỹ thuật cao cấp) - Nguồn sáng tử ngoại để thử nghiệm vật liệu bán dẫn xúc tác quang). ISO 16000-3:2001, Indoor air - Part 3: Determination of f ormaldehyde and other carbonyl compounds - Active sampling method (Không khí trong nhà - Phần 3: Xác định formaldehyd và các hợp chất carbonyl khác - Phương pháp lấy mẫu hoạt tính). 3. Thuật ngữ và định nghĩa Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau 3.1. Chất xúc tác quang (photocatalyst) Chất thực hiện một hoặc nhiều chức năng dựa trên phản ứng oxy hóa khử dưới chiếu xạ tử ngoại (UV), gồm sự phân hủy v à loại bỏ các chất nhiễm b ẩ n không khí và nước, khử mùi và hoạt tính kháng khuẩn, tự làm sạch và chống mờ. 3.2. Vật liệu xúc tác quang (photocatalytic materials) Vật liệu trong, hoặc trên nó, chất xúc tác quang được thêm vào bằng cách phủ, tẩm, trộn, v . v .... CHÚ THÍCH: Các vật liệu xúc tác quang được sử dụng làm vật liệu xây dựng và làm đường để có được các chức năng như đề cập ở tr ê n. 3.3. Khí hiệu chuẩn điểm zero (zero calibration gas) Không khí không chứa các chất ô nhiễm (có nghĩa là trong đó các chất ô nhiễm thông thường dưới 0,01 m L/L) CHÚ THÍCH: Khí hiệu chuẩn điểm zero được chu ẩ n bị từ không khí trong nh à sử dụng hệ thống làm sạch không kh í phòng thử nghiệm hoặc được cung c ấ p là không khí tổng hợp trong chai chứa khí. 3.4. Khí chuẩn ( s tandard gas) Khí pha loãng có nồng độ đã biết được cung cấp trong chai ch ứ a và được ch ứ ng nhận b ở i phòng thử nghiệm đã được công nhận. 3.5. Khí th ử nghiệm (test gas) Hỗn hợp không khí và các chất ô nhiễm đ ã biết nồng độ được chuẩn bị từ khí tiêu chuẩn hoặc khí hiệu chu ẩ n điểm zero, được sử dụng cho phép thử tính năng của vật liệu xúc tác quang. CHÚ THÍCH: Tốc độ d ò ng, nồng độ, v.v... được biểu thị ở trạng thái tiêu chuẩn (0 ° C , 101,3 kPa) và nền khí khô (ngoại trừ hơi nước) 3.6. Điều kiện tối (dark condition) Điều kiện thử không có chiếu xạ ánh sáng bằng nguồn sáng để thử nghiệm và chiếu sáng phòng. CHÚ THÍCH: Khí thử thường được cấp để so sánh với phản ứng được chiếu xạ. 4. Ký hiệu f tốc độ dòng không khí ở trạng thái tiêu chuẩn (0 ° C , 101,3 kPa và nền khí khô) ( l /min) f A phần thể tích acetaldehyd tại cổng ra thiết bị phản ứng ( m L/ L) f A0 phần thể tích acetaldehyd trong khí thử ( m L/L) f CO2 phần thể tích carbon dioxit (C O 2 ) được tạo ra do chiếu xạ UV ( m L/ L) f CO2,L phần thể tích của carbon dioxit tại cổng ra thiết b ị phản ứng khi chiếu xạ UV ( m L/L) f CO2,D phần thể tích của carbon dioxit tại cổng ra thiết bị phản ứng trong điều kiện tối ( m L/ L) f CO2,Dpost phần thể tích của carbon dioxit trong điều kiện tối sau khi chiếu xạ UV ( m L/ L) f CO2,Dpre phần thể tích của carbon dioxit trong điều kiện tối trước khi chiếu xạ UV ( m L/ L) n A lượng acetaldehyd bị loại ra khỏi mẫu thử ( m mol) n CO2 lượng CO 2 được chuyển đổi từ acetaldehyd ( m mol) R A phần trăm acetaldehyd bị loại ra khỏi mẫu thử (%l) R CO2 sự chuyển đổi từ acetaldehyd thành CO 2 (%) 5. Nguyên tắc Tiêu chu ẩ n này liên quan đến phát triển, so sánh, đảm bảo chất lượng, đặc tính, độ tin cậy và tạo ra bộ dữ liệu cho vật liệu xúc tác quang (Tài liệu tham khảo [3] trong Thư mục tài liệu tham khảo). Phương pháp này được sử dụng để xác định tính năng làm sạch không kh í của vật liệu xúc tác quang bằng cách phơi mẫu thử trong mô hình không khí ô nhiễm khi chiếu xạ ánh sáng tử ngoại (UV) (Tài liệu tham khảo [4] trong Thư mục tài liệu tham khảo). Acetaldehyd (CH 3 CHO) được chọn l à hợp chất hữu cơ bay hơi điển h ì nh (VOC) có khối lượng phân tử thấp và mùi khó chịu. M ẫ u thử, được đặt trong thiết bị phản ứng quang kiểu dòng chảy, được kích hoạt b ở i chiếu xạ UV và hấp phụ, oxy hóa acetaldehyd pha khí tạo thành carbon dioxit (CO 2 ) và các sản phẩm oxy hóa khác. Tính năng làm sạch không khí được xác định từ lượng acetaldehyd, tính bằng phần trăm, bị hấp phụ bởi mẫu thử, tính bằng micromole ( m mol). Sự hấp phụ đơn giản bởi mẫu thử (không phải do chất xúc tác quang) được đánh giá bằng các thử nghiệm trong bóng tối. Tuy nhiên, một số mẫu thử hấp phụ acetaldehyd rất mạnh và nồng độ acetaldehyd ổn định không thể đạt được trong thời gian chỉ định của phép thử. Hoạt tính xúc tác quang phụ thuộc vào các tính chất lý và hóa học của chất ô nhiễm, chủ yếu do quá trình hấp phụ liên quan. Đ ể đánh giá tốt hơn tính năng l à m sạch không kh í của vật liệu xúc tác quang, nên kết hợp một hoặc nhiều hơn các phương ph á p th ử thích hợp như được mô tả trong các phần khác của TCVN 10141 (ISO 22197). 6. Thiết bị, dụng cụ 6.1. Thiết bị thử nghiệm Thiết bị thử nghiệm cung cấp vật liệu xúc tác quang cần được kiểm tra đối với khả năng loại bỏ chất ô nhiễm bằng cách cung cấp khí thử liên tục, trong khi chiếu xạ quang kích hoạt các chất xúc tác quang. Nó tương tự như thiết bị được sử dụng trong phương pháp thử để loại bỏ nitơ oxit TCVN 10141-1 (ISO 22197-1) và bao gồm một bộ cấp khí th ử , một thiết bị phản ứng quang, một nguồn sáng và thiết bị đo chất ô nhiễm. V ì thử nghiệm các chất ô nhiễm có nồng độ thấp, nên hệ thống được chế tạo b ằ ng vật liệu có độ hấp phụ thấp và độ bền đối với bức xạ tử ngoại (UV) (ví dụ nhựa acrylic, thủy tinh borosilicat). V í dụ về hệ thống thử nghiệm được thể hiện trong Hình 1. K í ch thước tính bằng milimét CHÚ DẪN 1 nguồn sáng 7 bộ điều khiển lưu lượng - khối lượng 2 cửa sổ quang học 8 máy trộn khí 3 mẫu thử 9 máy tạo ẩm 4 khí chu ẩ n (chất ô nhi ễ m) 10 máy phân tích 5 hệ thống làm sạch không khí 11 lỗ thông hơi 6 máy nén khí Hình 1 - Sơ đồ thiết bị thử nghiệm 6.2. Bộ cấp khí thử nghiệm Bộ cấp kh í thử nghiệm cung cấp không khí bị ô nhiễm có các chất nhiễm b ẩ n theo mô h ì nh tại nồng độ xác định trước, nhiệt độ và độ ẩ m và cung cấp nó liên tục trong thiết bị phản ứng. Nó bao gồm bộ điều khiển dòng chảy, máy tạo ẩm, máy trộn khí, v . v .... Tốc độ dòng chảy của từng khí nằm trong khoảng 5 % của giá trị thiết kế, dễ dàng đạt được bằng cách sử dụng bộ điều khiển nhiệt khối lượng - lưu lượng, với sự hiểu biết về tốc độ dòng chảy khi đã hiệu chuẩn và nhiệt độ phù hợp với ISO 6145-7. Sự biểu thị tốc độ dòng khí trong tiêu chuẩn này là ở trạng thái tiêu chuẩn (0 ° C , 101,3 kPa v à nền kh í khô). Công suất điển hình của bộ điều khiển lưu lượng đối với khí ô nhiễm, không kh í khô và không khí ướt tương ứng là 100 mL/min, 1000 mL/min và 1000 mL/min. Khí acetaldehyd tiêu chuẩn trước khi pha loãng, thông thường được cân b ằ ng với nitơ trong chai chứa khí, phải có phần thể tích từ 50 m L/ L đến 250 m L/ L. Không khí tổng hợp (N 2 + O 2 như được cung cấp trong chai chứa kh í ) phải được sử dụng để pha loãng khi C O 2 từ acetaldehyd cũng được đo. 6.3. Thiết bị phản ứng Thiết bị phản ứng quang giữ cho mẫu thử phẳng trong phạm vi vùng lõm của chiều rộng 50 mm, có bề mặt song song với cửa sổ quang học đ ể chiếu xạ quang. Thiết bị phản ứng phải được chế tạo từ v ậ t liệu hấp phụ khí thử ít nhất và chịu được chiếu xạ ánh sáng UV-gần. M ẫ u th ử phải được tách kh ỏ i cửa sổ b ở i một lớp không kh í dày 5,0 mm ± 0,5 mm. Mẫu thử sẽ ch ỉ đi qua không gian giữa mẫu thử và cửa sổ. Khoảng trống này phải được thiết lập ch í nh xác, ví dụ bằng cách sử dụng các đĩa điều chỉnh độ cao có các độ d à y khác nhau, như được thể hiện trong Hình 2 a). Khi chất xúc tác quang loại màng lọc được thử nghiệm, phải sử dụng một loại giá đỡ mẫu thử khác, loại này đỡ mẫu thử trong khi cho phép khí thử đi qua các tế bào của bộ lọc khi đang chiếu xạ (H ì nh 2 b). Cửa sổ quang học được làm b ằ ng kính thạch anh hoặc borosilicat hấp thụ tối thiểu ánh sáng tại bước sóng dài hơn 300 nm. 6.4. Nguồn sáng Nguồn sáng cho chiếu xạ UV-A trong dải bước sóng từ 300 nm đến 400 nm. Nguồn thích hợp bao gồm đèn huỳnh quang ánh sáng đen (BL) và xanh ánh sáng đen (BLB), có bước sóng lớn nhất tại 351 nm hoặc 368 nm, theo quy định tại ISO 10677, và đèn xenon c ó bộ lọc quang bức xạ chặn dưới 300 nm. Trong trường hợp đèn arc xenon, hệ thống làm lạnh phải được sử dụng phù hợp với ISO 10677. M ẫ u thử phải được chiếu xạ một cách đồng đều qua cửa sổ b ằ ng nguồn sáng. Trong trường hợp thử nghiệm chất xúc tác quang dạng rỗ tổ ong, nguồn sáng được chiếu xạ trên một mặt của mẫu thử. Nguồn sáng yêu cầu làm ấm phải được trang bị tấm chắn sáng. Khoảng cách giữa nguồn sáng và thiết bị phản ứng phải được đi ề u chỉnh sao cho chiếu xạ UV (300 nm đến 400 nm) vào bề mặt mẫu l à 10 W /m 2 ± 0,5 W /m 2 . Khoảng cách phải được xác định một cách độc lập không sử dụng thiết bị phản ứng quang. Bức xạ kế UV phù hợp với ISO 10677 phải được đặt đ ằ ng sau cửa sổ quang học hoặc tương đương, tại cùng mức với mẫu thử đang được thử nghiệm. Chiếu xạ dọc theo chiều dài của mẫu thử cũng phải không đổi trong phạm vi ± 5 %. Thiết bị phản ứng phải được che chắn khỏi ánh sáng bên ngoài nếu cần. Kích thước tính bằng milimet a) Đối với các mẫu thử phẳng b) Đối với các mẫu thử loại lọc CHÚ D Ẫ N 1 cửa sổ quang học 2 mẫu thử 3 dòng khí thử 4 đĩa điều ch ỉ nh độ cao 5 kênh lưu lượng 6 giá đỡ mẫu thử a độ dày lớp không kh í Hình 2 - Mặt cắt ngang của thiết bị phản ứng quang 6.5. Hệ thống phân tích acetaldehyd Nồng độ acetaldehyd phải được xác định bằng sắc ký khí hoặc sắc ký lỏng hiệu năng cao dẫn xuất 2,4-dinitrophenylhydrazin (DNPH/HPLC). Trong trường hợp sắc ký khí, có thể sử dụng hoặc cột nhồi hoặc cột mao quản, theo mô tả trong ISO 2718, nó có thể tách các hợp chất hữu cơ thấp hơn. Sự phát hiện này được thực hiện b ở i detector ion hóa ngọn lửa (FID) hoặc detector ion quang hóa (PID), Khí thử được lấy mẫu bằng xylanh kín khí. Tuy nhiên, sử dụng van sáu chiều được khuyến nghị đối với độ tái lập và lấy mẫu tự động. Biểu đồ lưu lượng khi sử dụng van sáu chiều được trình bày trong Hình 3. Bơm lấy mẫu nhỏ liên tục thông ống m e t với khí thử. Bơm này được dừng khi khí thử được lấy mẫu bằng cách bật van sáu chiều. Thể tích của ố ng mét điển hình l à 0,5 mL, nhưng nó cũng phải được xác định b ở i độ nhạy của hệ thống phân tích. Trong trường hợp phương pháp DNPH/HPLC, phải sử dụng thuốc thử, thiết bị và quy trình được quy định trong ISO 16000-3. 6.6. Hệ thống phân tích C O 2 Nồng độ C O 2 phải được xác định b ằ ng cách sử dụng thiết bị phân tích CO 2 k hông tán xạ hồng ngoại hoặc sắc ký khí với lò metan hóa. Hiệu chuẩn hệ thống phải đ ượ c thực hiện phù hợp với ISO 4224 hoặc ISO 2718. Trong trường hợp sắc ký khí, khí thử phải được lấy mẫu như mô tả tại 6.5. CHÚ D Ẫ N 1 thiết bị phản ứng quang 5 bơm l ấ y mẫu 2 van sáu chiều 6 sắc ký khí 3 khí mang 7 thông t hoán g 4 ống mét 8 FID Hình 3 - Hệ thống lấy mẫu khí 7. Mẫu thử M ẫ u thử phải l à vật liệu phẳng hoặc vật liệu lọc, có chiều rộng 49,5 mm ± 0,5 mm và chiều dài 99,5 mm ± 0,5 mm. Nó có thể được cắt thành các k í ch thước này từ vật liệu đống lớn hơn hoặc tấm đã phủ, hoặc có thể được chu ẩ n bị một cách đặc biệt đối với phép thử bằng cách phủ một nền trước khi cắt. Độ dày của mẫu thử lý tư ở ng phải nhỏ hơn 5 mm, để giảm thiểu sự phân bố xúc tác quang từ các mặt bên. Nếu sử dụng các mẫu thử dày để thử nghiệm, các m ặ t bên phải được bịt kín b ằ ng vật liệu trơ trước khi thử nghiệm. M ẫ u th ử loại lọc không được dày hơn 20 mm. 8. Cách tiến hành 8.1. Quy định chung Quy trình thử bao gồm tiền xử lý mẫu thử, quá trình hấp phụ trong bóng tối và phép đo loại b ỏ acetaldehyd và tạo thành C O 2 dưới chiếu xạ quang. V í dụ về sự thay đổi nồng độ của acetaldehyd và C O 2 trong quá trình thử được trình bày trong Hình 4. Phép đo C O 2 có thể không khả thi đối với một vài mẫu thử. Một số mẫu th ử có thể không cho sự loại bỏ chính xác acetaldehyd v ì hoạt tính xúc tác quang thấp. Trong trường hợp này, sự nạp acetaldehyd trên mẫu thử có thể bị giảm theo quy trình trong Điều 10. CHÚ D Ẫ N X thời gian (min) Y CH 3 CHO, C O 2 1 kh ở i động chiếu xạ 2 kết thúc chiếu xạ Hình 4 - Vết điển hình của acetaldehyd và nồng độ CO 2 trong quá trình vận hành phép thử 8.2. Tiền xử lý mẫu thử Chiếu xạ mẫu thử với một đèn tử ngoại trong ít nhất 16 h (đến 24 h) để phân hủy chất hữu cơ cặn lắng trên mẫu thử. Chiếu xạ UV trên bề mặt mẫu phải là cao vừa đủ để đảm bảo ph â n hủy hoàn toàn chất hữu cơ (15 W /m 2 hoặc cao hơn). Nếu các mẫu thử không được thử ngay sau bước tiền xử lý này, chúng phải được bảo quản trong vật ch ứ a kín khí. 8.3. Chuẩn bị phép thử 8.3.1. Điều chỉnh bộ cấp khí thử trước sao cho nó có th ể cung c ấ p ổn định khí thử có chứa 5,0 m L /L ± 0,25 m L/ L acetaldehyd và 1,56 % ± 0,16 % phần thể tích hơi nước tại 25,0 ° C ± 2,5 ° C . Phần th ể tích hơi nước này là tương đương với độ ẩ m tương đối 50 % tại 25 ° C . Phép đo độ ẩm phải được thực hiện khi sử dụng quy trình tại ISO 4677-1. Đo và ghi lại bức xạ từ nguồn sáng. Đối với nguồn sáng yêu cầu làm ấm, bật nguồn điện trước khi phép đo chiếu xạ v à chiếu xạ đối với phép thử loại bỏ acetaldehyd. Sử dụng vật che thích hợp để tránh b ứ c xạ không cần thiết đối với thiết bị phản ứng quang. 8.3.2. Đặt mẫu thử vào tâm thiết bị phản ứ ng và gắn cửa sổ kính sau khi điều chỉnh không gian giữa mẫu thử và cửa sổ là 5,0 mm ± 0,5 mm. Nếu cần, sử dụng các đĩa điều chỉnh độ cao để sử dụng cho mục đích này, điều chỉnh độ cao trước và sau khi mẫu thử trong khoảng độ chênh lệch 1,0 mm trên đỉnh của mẫu thử. Kiểm tra thiết bị phản ứng được bịt kín b ằ ng cách quan sát vật liệu bịt, như vòng chữ O để tiếp xúc kín cửa sổ thủy tinh. 8.4. Thử nghiệm trước Nếu nồng độ của acetaldehyd được xác định bằng phương pháp DNPH/HPLC, nồng độ có thể không nhận được ngay tức thì. Do vậy, thời gian hấp phụ acetaldehyd đạt tới bão hòa trong điều kiện bóng tối không thể xác nhận được trong quá trình thử. Vì lý do này, phải thực hiện thử nghiệm trước như sau. Nếu nồng độ được xác định bằng sắc ký khí và thời gian để bão hòa có thể xác nhận được trong quá trình thử, không cần thử nghiệm trước. Sau khi tiền xử lý mẫu thử trong 8.2 v à chuẩn b ị thử nghiệm trong 8.3, đưa khí thử vào thiết bị phản ứng. Đo nồng độ của acetaldehyd trong điều kiện tối mỗi 15 min trong 90 min. Khi nồng độ tại đường ra của thiết bị phản ứng tr ở nên giống với nồng độ khí cung cấp trong khoảng 30 min, khi đó thời gian đó có thể là thời gian của điều kiện tối. Khi nồng độ của acetaldehyd nhỏ hơn 90 % của nồng độ sau 30 min, thời gian của điều kiện tối phải là thời gian khi nồng độ vượt quá 90 % đối với thời gian đầu tiên, khi đó không áp dụng TCVN 10141-2 (ISO 22197-2). 8.5. Phép th ử loại bỏ acetaldehyd và chuyển đổi C O 2 8.5.1. Để giảm nồng độ của CO 2 trong khí hiệu chuẩn điểm zero, tiến hành phép thử như sau sử dụng không khí tổng hợp trong bình chứa khí có CO 2 nhỏ hơn 0,1 m L/ L. 8.5.2. Đặt mẫu thử theo 8.3. Khi mẫu thử đã sử dụng trong thử nghiệm trước được sử dụng lại, phải thực hiện lại bước tiền xử lý được mô tả tại 8.2. 8.5.3. Cung cấp thể tích lớn vừa đủ không khí không có C O 2 v à o thiết bị phản ứng quang để lọc C O 2 khỏi hệ thống. Tốc độ dòng không cần thiết phải l à 1,0 L/min. Tốc độ dòng c à ng cao th ì CO 2 trong hệ thống có thể được lấy ra càng nhanh. 8.5.4. Cung cấp khí hiệu chu ẩ n điểm zero với phần thể tích 1,56 % của hơi nước tại 25,0 ° C ± 2,5 ° C và đo nồng độ C O 2 . Chắc chắn rằng nồng độ CO 2 thấp và ổn định. Đo nồng độ CO 2 kh i chiếu xạ. Sau đó tắt đèn và đo lại nồng độ C O 2 . Nếu chênh lệch nồng độ C O 2 l à nhỏ hơn 1 m L/ L giữa l ần đo với đèn bật và đèn tắt, chuyển sang bước tiếp theo. Nếu lượng lớn C O 2 quan sát được sinh ra khi đèn được bật, có thể hiểu được r ằ ng mẫu thử không được tiền xử lý tốt và nó bị nhiễm tạp chất hữu cơ hoặc chất d í nh vào mẫu thử bị phân hủy b ở i chiếu xạ UV . Khi điều kiện trước không đáp ứng thậm chí sau khi tiền xử lý chiếu xạ UV đủ , v.v... khi đó không đo chuyển đổi CO 2 (tiến hành theo 8.6) và báo cáo l à mẫu th ử không ổn định sau khi tiền xử lý. Thay đổi nồng độ CO 2 trong 30 min phải không cao hơn 0,1 m L/ L. 8.5.5. S ẵn sàng đo theo quy trình m ô tả tại 8.3.1. 8.5.6. Nếu thử nghiệm trước đã được thực hiện, cung cấp khí thử vào thiết bị phản ứng quang cho đến khi thời gian của điều kiện tối (hấp phụ) được thiết lập trước đ ó (nếu thời gian nhỏ 30 min, cung cấp đến 30 min) và đo nồng độ C O 2 . Nếu thử nghiệm chưa được thực hiện, tiến hành như sau. Trước tiên, cung c ấ p khí thử cho thiết bị phản ứng quang và ghi lại sự thay đổi về nồng độ của acetaldehyd và C O 2 trong điều kiện tối, để kiểm tra tính hấp phụ của mẫu thử trong 30 min. Tuy nhiên, nếu nồng độ của acetaldehyd nhỏ hơn 90 % nồng độ khí cung cấp sau 30 min, tiếp tục cho đến khi nó vượt quá phần trăm này. Nếu nồng độ không vượt quá 90 % sau 90 min, dừng phép đo v à báo cáo rằng phép thử không áp dụng đối với mẫu thử đã sử dụng. Trung bình của các nồng độ C O 2 đo được trong 30 min cuối (nhiều hơn 2 điểm) là nồng độ của C O 2 trong điều kiện tối trước khi chiếu xạ UV . 8.5.7. Duy trì lưu lượng kh í và bắt đầu chiếu xạ mẫu thử và ghi lại nồng độ của acetaldehyd và C O 2 dưới chiếu xạ quang trong 3 h liên tục. Vì sự phân hủy xúc tác quang của acetaldehyd x ả y ra, nồng độ của acetaldehyd giảm và nồng độ của CO 2 tăng như trình bày trong Hình 4, và chúng tr ở nên ổn định theo thời gian. Đo nồng độ liên tục như mong muốn, tuy nhiên, nếu có giới hạn về số lượng phép đo, ít nhất 1 điểm đo trong 1 h phải được thực hiện. Nói chung, cần nhiều hơn 3 điểm đo có được thực hiện trong 1 h cuối (120 min đến 180 min sau khi chiếu xạ). Nồng độ của acetaldehyd ( f A ) được sử dụng đ ể tính tốc độ loại b ỏ và nồng độ CO 2 ( f C O 2 ) là giá trị trung b ì nh (nhiều hơn 3 điểm) của nồng độ được đo trong 1 h cuối. Nếu độ lệch chuẩn tương đối của 3 phép đo cuối của f A vượt quá 20 %, báo cáo tính không ổn định này với các lý d o có thể, như khử hoạt tính của mẫu thử. 8.5.8. D ừ ng chiếu xạ quang, tr ở lại điều kiện tối và đo nồng độ C O 2 . Sau khi nồng độ CO 2 lắng xuống, giá trị trung bình (đối với nhiều hơn 2 điểm) trong suốt giai đoạn 30 min này được báo cáo l à nồng độ C O 2 trong điều kiện tối sau khi chiếu xạ UV ( f C O 2 ,Dpost ) . Sự thay đổi nồng độ C O 2 trong 30 min phải không được cao hơn 0,1 m L/ L. 8.5.9. Dừng cung cấp khí cho thiết bị phản ứng và lấy mẫu thử ra khỏi thiết bị phản ứng. 8.6. Th ử nghiệm loại bỏ acetaldehyd (khi nồng độ C O 2 không thể xác định được) 8.6.1. Tiền xử lý mẫu thử và chuẩn bị để thử nghiệm theo 8.2 và 8.3. 8.6.2. Nếu thử nghiệm trước (8.4) đã thực hiện, cho khí thử vào dòng chảy vào thiết bị phản ứng quang cho đến khi thời gian hấp phụ (điều kiện tối) đã được xác định trước đó. N ế u thử nghiệm trước không thực hiện, tiến hành như sau. Cung cấp khí thử vào thiết bị phản ứng quang trong điều kiện tối và đo nồng độ của acetaldehyd. Kh ở i động bức xạ quang khi nồng độ acetaldehyd tr ở nên giống với nồng độ khí cung cấp. Nếu nồng độ của acetaldehyd nh ỏ hơn 90 % nồng độ của khí cung cấp sau 30 min, tiếp tục cho đến khi nó vượt quá phần trăm này. Nếu nồng độ không vượt quá 90 % sau 90 min, dừng phép đo và báo cáo rằng phương pháp thử này không áp dụng đối với mẫu thử . 8.6.3. Duy trì lưu lượng khí và bắt đầu chiếu xạ mẫu thử và ghi lại nồng độ của acetaldehyd dưới chiếu xạ quang trong 3 h liên tục. Khi sự phân hủy xúc tác quang của acetaldehyd xảy ra, nồng độ của acetaldehyd giảm như trình bày trong Hình 4, và chúng trở nên ổn định kịp thời. Nồng độ aetaldehyd tốt nhất là được đo liên tục. Tuy nhiên, nếu số lượng phép đo được giới hạn vì phương ph á p phân tích (có nghĩa là DNPH/HPLC), nhiều hơn 1 phép đo phải được tiến hành trong khoảng thời gian 1 h hoặc ít hơn. Nói chung, nhiều hơn 3 điểm đo có được thực hiện trong 1 h cuối (120 min đến 180 min sau khi chiếu xạ). Nồng độ của acetaldehyd ( f A ) được sử dụng để tính tốc độ loại bỏ và nồng độ C O 2 ( f CO2 ) là giá trị trung bình (nhiều hơn 3 điểm) của nồng độ được đo trong 1 h cuối. Nếu độ lệch chuẩn tương đối của 3 phép đo cuối của f A vượt quá 20 %, báo cáo tính không ổn định này với các lý do khả thi, như khử hoạt tính của mẫu thử. 8.6.4. Dừng chiếu xạ quang và xác nhận rằng nồng độ acetaldehyd quay trở lại nồng độ khí cung cấp (5,0 m L/ L). 8.6.5. Dừng cung cấp khí cho thiết bị phản ứng và lấy mẫu th ử ra khỏi thiết bị phản ứ ng. 9. Tính toán 9.1. Phương pháp tính Kết quả thử nghiệm phải được t í nh như sau. Các giá trị tính được luôn luôn được làm tròn đến một dấu thập phân phù hợp với TCVN 7870-1 (ISO 80000-1). Nồng độ acetaldehyd và CO 2 quan sát được trước khi hiệu chính hơi nước phải được sử dụng để t í nh toán. Tốc độ lưu lượng khí thử f là 1,0 L/ min, được chuẩn hóa về 0 ° C , 101,3 kPa và nền khí khô và sau đó nhân với hệ số 1,016 để hiệu ch í nh hơi nước. 9.2. Phần trăm loại bỏ và lượng acetaldehyd bị lấy đi Phần trăm acetaldehyd loại b ỏ được t í nh theo công thức (1). Khi đó R là hoặc dưới 5 % hoặc nhiều hơn 95 %, phần trăm loại bỏ phải được biểu thị l à “dưới 5 % ” hoặc “nhiều hơn 95 %”, tương ứng, đối với lý do độ không đảm bảo đo. Sau đó lượng được lấy đi được t í nh theo c ô ng thức (2). Tương tự đối v ớ i trường hợp của R , khi n A l à hoặc dưới 5 % hoặc nhiều hơn 95 %, phần trăm loại bỏ phải được biểu thị là “ dưới 5 %” hoặc “nhiều hơn 95 %”, tương ứng. trong đó R A là phần trăm loại bỏ của acetaldehyd b ở i mẫu thử; f A0 là phần t hể tích cung cấp của acetaldehyd, tính b ằ ng microlit trên lít ( m L/L); f A là phần thể tích của acetaldehyd tại cổng ra của thiết bị phản ứng, tính b ằ ng microlit trên lít ( m L/ L); n A là lượng acetaldehyd bị lấy đi bởi mẫu thử trong 1 h cuối của quá trình chiếu xạ, tính bằng micromol ( m mol); f là tốc độ dòng khí thử được chuyển đổi về trạng thái tiêu chuẩn, tính bằng lit trên phút ( L/ min) tại 0 ° C , 101,3 kPa và nền kh í khô. 9.3. Chuyển đổi sang C O 2 Thể tích của CO 2 được tạo thành do chiếu xạ UV được tính theo công thức (3) và chuyển đổi sang C O 2 ( R CO 2 , %) được t í nh theo công thức (3) và sau đó C O 2 chuyển đổi R C O 2 phải được tính theo công thức (4). Khi R CO2 là hoặc dưới 5 % hoặc nhiều hơn 95 %, bi ể u thị l à “dưới 5 %” hoặc “nhiều hơn 95 %” tương ứng. Lượng C O 2 được chuyển đ ổ i ( n CO 2 ) được tính theo công thức (5). Khi đó R CO2 là hoặc dưới 5 % hoặc nhiều hơn 95 %, n CO 2 được tính bằng cách quy cho 5 hoặc 95 đối với R C O 2 , tương ứng. f CO2 = f CO2,L - f CO2,D (3) (4) trong đó f CO2 là phần thể tích CO 2 được sinh ra b ở i chiếu xạ UV , t í nh bằng microlit trên lít ( m L/L); f CO2,L là phần thể tích của C O 2 tại c ổ ng ra của thiết bị phản ứng khi chiếu xạ UV , tính b ằ ng microlit trên lít ( m L/L); f CO2,D là phần thể tích của C O 2 tại cổng ra của thiết bị phản ứng trong điều kiện tối, t í nh bằng microlit trên lít ( m L/L); R C O 2 là chuyển đổi từ acetaldehyd sang C O 2 , tính bằng phần trăm; n CO2 là lượng C O 2 được chuyển đổi từ acetaldehyd trong 1 h cuối, tính bằng micromol ( m mol); Phần thể tích C O 2 trong điều kiện tối phải là giá trị trung bình trước và sau khi giai đoạn chiếu xạ UV như được tính theo công thức (6). Nó phải không thay đổi 1,0 m L/ L hoặc nhiều hơn trước và sau khi chiếu xạ UV . trong đó f CO2, Dpre là phần thể tích của C O 2 trong điều kiện tối trước khi chiếu xạ UV , tính bằng microlit trên lít ( m L/L); f CO2, Dp ost là phần thể tích của C O 2 trong điều kiện tối sau khi chiếu xạ UV , tính bằng microlit trên lít ( m L/L); 10. Phương pháp thử đối với mẫu thử có tính năng thấp hơn Trong trường hợp phần trăm loại bỏ nhỏ hơn 5 % và kết quả chắc chắn hơn được yêu cầu, số lượng mẫu thử và tốc độ dòng của khí thử có thể bị biến đổi tại cùng thời điểm, như trình bày trong Bảng 1. Tuy nhiên lượng acetaldehyd loại bỏ và chuyển thành C O 2 xuất hiện trong báo cáo thử nghiệm phải là m ộ t nửa giá trị t í nh được từ công thức (2) và (5), cũng như sử dụng tốc độ dòng l à 0,5 l/min. Khi điều kiện thử bị thay đ ổ i, nó được yêu cầu để xác nhận thời điểm hấp phụ (điều kiện tối) tại điều kiện thử bị biến đổi. Bảng 1 - Các điều kiện thử thay thế Điều kiện thử có thể biến đổi Giá trị sau khi thay đ ổ i Tốc độ dòng của khí thử 0,5 L/ min S ố lượng mẫu thử 2 mẫu trong dãy (bề mặt l à 50 mm x 200 mm) 11. Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải phù hợp với các điều khoản báo cáo của ISO/IEC 17025, và phải bao gồm các thông tin sau. Các hạng mục g) và h) phải được báo cáo đối với từng phép th ử . a) Tên và địa ch ỉ của nh à thiết lập phép thử b) Ngày thử nghiệm, tên v à địa chỉ khách hàng c) Viện dẫn tiêu chu ẩ n này, nghĩa l à được xác định phù hợp với TCVN 10141-2 (ISO 22197-2). d) Ngày thử nghiệm, nhiệt độ, độ ẩm tương đối, v.v... e) Mô tả mẫu thử (vật liệu, k í ch cỡ, hình dạng, v.v...) f) Mô tả thiết bị thử nghiệm (đặc điểm kỹ thuật, v.v...). g) Điều kiện thử nghiệm (loại khí ô nhiễm, nồng độ cung cấp, nồng độ hơi nước, tốc độ dòng chảy, loại nguồn sáng, chiếu rọi, máy phân tích và bức xạ kế được sử dụng, v.v...). h) Lượng acetaldehyd được loại b ỏ , C O 2 được sinh ra trong 1 h cuối, phần trăm acetaldehyd b ị loại bỏ (tùy chọn) và chuyển thành C O 2 (tùy chọn). Nếu phép thử hoặc đo C O 2 không hợp lệ, những lý do đối với điều đó (ví dụ, sự hấp phụ của acetaldehyd mạnh). i) Các chất bất kỳ quan trọng đặc biệt, như thay đổi trong mẫu thử được ghi chú trong quá trình phép thử. Phụ lục A (Tham khảo) Các kết quả của thử nghiệm so sánh liên phòng Phép thử so sánh liên phòng được thực hiện giữa bảy phòng thử nghiệm. Từng phòng chu ẩ n bị thiết bị thử nghiệm gồm có thiết bị phản ứng riêng biệt. Phòng thử nghiệm tổ chức th ă m từng th à nh viên trong quá trình thử với bình khí tiêu chuẩn (khoảng 5 m L/L acetaldehyd trong nitơ), lưu lượng kế khí đã hiệu chuẩn và bức xạ kế UV-A để kiểm tra và hiệu chuẩn thiết bị của nó. Mỗi phòng thử nghiệm thực hiện bốn phép thử sử dụng chất xúc tác quang loại tấm và lọc được cung cấp. Dữ liệu gốc được trình bày trong Bảng A.1. B ả ng A.1 - Kết quả của phép thử so sánh liên phòng Đơn vị: micromole ( m mol) M ẫ u thử Lượng Phép thử Lab A Lab B Lab C Lab D Lab E Lab F Lab G Loại tấm CH 3 CHO loại bỏ 1 9,93 11,20 9 , 39 10,24 9,40 8,35 7,30 2 10,23 11,31 9,07 10,14 8,92 9,10 7,19 3 9,99 11,33 9,20 10,33 8,46 8,51 - 4 9,99 11,06 9,13 10,28 8,67 8,75 - C O 2 tạo thành 1 13,79 13,82 - 15,61 - - 13,86 2 14,83 20,79 - 14 , 11 - - 14,41 3 14,88 17 , 50 - 15 , 69 - - 13,47 4 15,25 21,03 - 14,31 - - 14,57 Lo ạ i lọc CH 3 CHO loại bỏ 1 13 , 08 11,94 12,59 13,02 12,94 - 12,72 2 13,02 11,75 12 , 66 12,89 12,52 - 12,24 3 13,22 11,64 12,57 12,93 12 , 66 - - 4 13,18 11,65 12,62 12,98 12,76 - - C O 2 t ạ o thành 1 22,78 12,86 - 18,41 - - 18,88 2 21,12 14,24 - 17,92 - - 18,66 3 20,54 19,29 - 14,31 - - - 4 20,34 24,24 - 14,34 - - - Phương pháp phân t í ch GC/FID, NDIR GC/FID, NDIR DNPH/ HPLC GC/FID, GC/FID metan hóa GC/FID DNPH/ HPLC DNPH/ HPLC, NDIR Giá trị trung bình tổng, độ lệch chuẩn lặp lại và độ lệch chuẩn tái lập được tính theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2) được tóm tắt trong Bảng A.2. Bảng A.2 - Dữ liệu thống kê thu được theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2) Đơn vị: micromole ( m mol) M ẫ u thử Giá trị trung bình tổng Độ lệch chu ẩ n lặp lại Độ lệch chuẩn tái lập CH 3 CHO CO 2 CH 3 CHO CO 2 CH 3 CHO CO 2 Loại tấm 9,50 14,72 0,23 (2,4 %) 0,68 (4,6 %) 1,20 (13,0%) 0,82 (5,6 %) Loại lọc 12,63 18,97 0,11 (0,9 %) 1,65 (8,7 %) 0,54 (4,3 %) 3,13 (16,0%) Các độ lệch chu ẩ n tương đối được trình bày trong ngoặc đơn Trong các phép th ử thêm nữa, các kết quả nhận được với các mẫu xúc tác quang khác nhau, như kính tấm, giấy, sợi, sơn, v.v... khác nhau từ < 2,0=""> m mol đến 29,3 m mol, được ch ỉ ra rằng phương pháp này có thể phân biệt các mẫu thử có tính năng xúc tác quang khác nhau. THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO 4892-1, Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 1: General guidance (Chất dẻo - Phương pháp phơi mẫu dưới nguồn sáng phòng thử nghiệm - Phần 1: Hướng dẫn chung) [2] ISO 4892-3:2006, Plastics - Methods of exposure to laboratory light sources - Part 3: Fluorescent UV lamps (Chất dẻo - Phương pháp phơi mẫu dưới nguồn sáng phòng thử nghiệm - Phần 3: Đèn huỳnh quang UV) [3] FUJISHIMA, A., HASHIMOTO, K. and W ATANABE, T. Ti O 2 Photocatalysis. Fundamentals and Applications, BKC Inc., Tokyo (1999) [FUJISHIMA, A ., HASHIMOTO, K. and W ATANABE, T. Xúc tác quang Ti O 2 . Cơ sở và ứng dụng, BKC Inc., Tokyo (1999) [4] OHKO, Y., TRYK, D.A., HASHIMOTO K. and FUJISHIMA, A. Autoxidation of acetaldehyde initiated by Ti O 2 photocatalysis under weak UV illumination, J. Phys. Chem. B, 102, phương pháp. 2699-2704 (1998) [OHKO, Y ., TRYK, D.A., HASHIMOTO K. and FUJISHIMA, A. Tự oxy hóa của acetaldehyd được bắt đầu b ở i xúc tác quang T i O 2 khi chiếu xạ UV yếu, J. Phys. Chem. B, 102, phương pháp. 2699-2704 (1998)].