ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
CẤP ĐẠI HỌC QUỐC GIA

Tên đề tài

Mã số đề tài

: Nghiên cứu phát triển các quy trình phân tích một số
cation kim loại kiềm, kiềm thổ và các anion phục vụ
cho việc kiểm soát chất lượng biodiesel bằng phương
pháp điện di mao quản
: QG.13.07

Chủ nhiệm đề tài: TS. Dương Hồng Anh

Hà Nội, 7 - 2015


PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG
1. 1.Tên đề tài/dự án:
Nghiên cứu phát triển các quy trình phân tích một số cation kim loại kiềm, kiềm thổ và
các anion phục vụ cho việc kiểm soát chất lượng biodiesel bằng phương pháp điện di
mao quản
1.2. Mã số: QG 13.07
1.3. Danh sách chủ nhiệm, thành viên tham gia thực hiện đề tài/dự án
TT Chức danh, học vị, họ và tên
1 TS. Dương Hồng Anh


Thành viên

7 CN. Nguyễn Thanh Đàm

-nt-

Thành viên- HVCH

8 CN. Nguyễn Văn Quân

-nt-

Thành viên- HVCH

2 ThS. Phạm Thị Thanh Thủy

1.4. Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
1.5. Thời gian thực hiện:
1.5.1 Theo hợp đồng:
24 tháng từ tháng 7 năm 2013 đến tháng 7 năm 2015
1.5.2 Gia hạn (nếu có):
không
1.5.3 Thực hiện thực tế:
từ tháng 7 năm 2013 đến tháng 7 năm 2015
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): không
1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài, dự án: 150 triệu đồng

1



Trước khi dùng để pha trộn hoặc sử dụng trực tiếp, biodiesel cần được kiểm tra chất
lượng và đánh giá theo những tiêu chuẩn quốc tế, quốc gia. Những quy chuẩn quốc tế thông
dụng nhất quy định chất lượng đối với B100- biodiesel gốc để pha trộn là EN 14214 (theo
Tiêu chuẩn Châu Âu) [2] và ASTM D6751 (theo Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm, Mỹ) [3].

2


Bảng 1.1 Chỉ tiêu chất lượng biodiesel theo EN 14214 và ASTM D6751
Tiêu chí
Hàm lượng FAME
Tỉ khối tại 15oC
Độ nhớt tại 40oC
Điểm chớp cháy
Hàm lượng lưu huỳnh
Cặn cacbon
Trị số xêtan
Hàm lượng tro sunfat
Hàm lượng nước
Ăn mòn đồng (3h tại 50oC)
Độ ổn định oxi hóa tại 110oC
Chỉ số axit
Chỉ số iot
Metyl linolenat
Metyl este không no
(≥ 4 liên kết đôi)
Hàm lượng metanol
Hàm lượng monoglixerit
Hàm lượng điglixerit
Hàm lượng triglixerit

Class 1
6
0,5
120
12

ASTM D6751
1, 9 – 6,0
130
50
0,05
47
0,02
0,02 % (v/v)
No. 3
3
0,8
-

% khối lượng

max

1

-

% khối lượng
% khối lượng
% khối lượng

% khối lượng
kg/m3
mm2/s
o
C
mg/kg
% khối lượng
% khối lượng
mg/kg
loại
giờ

min

Quan sát bảng trên có thể thấy, ngoài các tiêu chí về nhiên liệu thông thường, các quy
chuẩn trên còn đưa ra những giới hạn cho phép về các tạp chất để đảm chất lượng biodiesel
thành phẩm sau khi pha trộn. Các tiêu chí này bao gồm hàm lượng metanol; hàm lượng
glyxerin (đồng sản phẩm với biodiesel); hàm lượng một số kim loại kiềm và kiềm thổ Na, K,
Ca, Mg; lưu huỳnh; photpho ở cả dạng vô cơ và hữu cơ.
Trong các tiêu chí trên, đáng chú ý là quy định về hàm lượng một số kim loại kiềm và
kiềm thổ, cụ thể là Na, K, Ca, Mg; Trong quá trình sản xuất, Na và K có mặt do việc sử dụng
xúc tác kiềm cho phản ứng este hoá chéo, còn Ca và Mg có mặt trong giai đoạn rửa giải, khi
sử dụng nước cứng. Sự có mặt của các kim loại này có thể tạo cặn gây nhiễm bẩn, mài mòn,
làm giảm hiệu suất sử dụng nhiên liệu và tuổi thọ động cơ [4]. ASTM D6751 và EN 14214 qui
định tổng hàm lượng Na+K phải nhỏ hơn 5 mg/kg (ppm) trong khi EN14214 cũng qui định
tổng hàm lượng Ca+Mg tối đa là 5 mg/kg. Tại Việt Nam cũng đã xây dựng tiêu chuẩn kĩ thuật
về biodiesel B100, TCVN 7717 [5], chủ yếu dựa trên các quy chuẩn EN 14214 và ASTM
D6751, trong đó quy định tổng hàm lượng Na+ K phải nhỏ hơn 5 mg/kg.
Một phần nhỏ sinh ra trong quá trình sản xuất biodiesel, mặt khác trong quá trình bảo
quản, dưới tác động của các enzym, thành phần hữu cơ trong biodesel dễ bị oxi hóa làm xuất

3.1. Cách tiếp cận:
Điện di mao quản (CE) là kĩ thuật tách chất dựa trên sự di chuyển khác nhau của các
phần tử mang điện trong cột mao quản hẹp đặt trong điện trường. Kĩ thuật CE đã được ứng
dụng rộng rãi trong việc phân tích các anion, cation cơ bản trong môi trường với những ưu
điểm như hiệu quả tách cao, thời gian phân tích ngắn, lượng mẫu tiêu thụ nhỏ và có chi phí
thấp. Gần đây, kĩ thuật CE đã được phát triển nhằm phân tích các cation trong biodiesel sử
dụng detector UV. Nhóm nghiên cứu về điện di mao quản thuộc Trung tâm Nghiên cứu Công
nghệ Môi trường và phát triển Bền vững, Trường ĐH KHTN, ĐHQGHN đã có nhiều kinh
nhiệm trong việc chế tạo và ứng dụng các thiết bị điện di mao quản trong lĩnh vực quan trắc
môi trường. Trên cơ sở những thuận lợi đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi sẽ tiếp tục sử
dụng detector độ dẫn không tiếp xúc (C4D), sự lựa chọn thích hợp nhất với mục tiêu phân tích
các thành phần trên trong biodiesel do có phổ phân tích rộng và độ nhạy phù hợp.
Trong kỹ thuật CE-C4D, các yếu tố ảnh hưởng chính tới quá trình tách chất và định
lượng bao gồm: pha động điện di, điện thế tách và lượng mẫu vào mao quản. Ngoài ra, còn
một số yếu tố khác trên hệ CE ảnh hưởng tới quá trình tách chất như chiều dài và đường kính
trong của mao quản, chiều cao bơm mẫu. Tuy nhiên, thông thường, các yếu tố này được giữ cố
định trên mỗi hệ thiết bị. Do vậy các thông số cần quan tâm khi phát triển quy trình phân tích

4


CE-C4D là lựa chọn pha động điện di phù hợp (bao gồm thành phần, nồng độ các hợp phần và
pH dung dịch) và thế tách.
Mặt khác, phương pháp CE-C4D thích hợp cho việc phân tích trong môi trường nước,
tuy nhiên, các đối tượng cần quan tâm lại nằm trong biodiesel là pha hữu cơ. Vì vậy, cần thiết
có một quá trình xử lý mẫu nhằm chuyển các ion phân tích từ pha biodiesel vào pha nước.
Điều này có thể được thực hiện thông qua một quá trình chiết lỏng – lỏng. Hiệu quả của quá
trình chiết phụ thuộc vào việc lựa chọn dung môi chiết, tỷ lệ chiết và thời gian chiết (thời gian
lắc). Đây cũng chính là những yếu tố cần được khảo sát trong quá trình phát triển phương
pháp phân tích. Tuy nhiên do bị giới hạn bởi lượng mẫu biodiesel thu thập được và thể tích lọ

a. Tối ưu hóa điều kiện phân tích các cation kiềm, kiềm thổ trên hệ thiết bị CE-C4D
Dung dịch chuẩn của các cation K+, Ca2+, Na+, Mg2+ ở nồng độ 2,3; 3,9; 4,0 và 2,4
mg/L tương ứng được sử dụng để khảo sát các điều kiện phân tích. Trong các thí nghiệm, điện
thế tách được giữ cố định ở giá trị -15 kV và thời gian bơm mẫu 20 s; chiều cao bơm mẫu 10
cm trừ các thí nghiệm khảo sát điều kiện điện thế và thời gian bơm. Điều kiện phân tích được lựa
chọn trên cho cơ sở kết quả tín hiệu của các cation có diện tích lớn, hình dạng sắc nét, độ phân giải
giữa các píc lớn hơn 1,5.

5


 Nghiên cứu lựa chọn dung dịch đệm điện di: Hai hệ đệm được nghiên cứu bao gồm: 1)
dung dịch 12 mM L-histidin được điều chỉnh pH bằng axit axetic tới pH = 4,0 (đệm
His/Axe) và 2) dung dịch gồm axit 2-(N-morpholino)etansunfonic 30 mM và Lhistidin 30 mM có pH = 6,0 (đệm MES/His). Sau khi lựa chọn được thành phần dung
dịch đệm điện di, dung dịch đệm được điều chỉnh về các pH khác nhau, từ 3,5 ÷ 4,5
bằng cách thay đổi tỉ lệ giữa các thành phần đệm. Trong loạt thí nghiệm này điện thế
tách được giữ cố định ở giá trị -15 kV và thời gian bơm mẫu 20 s.
 Nghiên cứu lựa chọn thời gian bơm mẫu và điện thế tách: Sau khi xác định điều kiện
hóa học, ảnh hưởng của thời gian bơm mẫu đến sự phân tách các cation cũng được
khảo sát bằng cách thay đổi thời gian bơm từ 5 - 60 s. Điện thế tách cũng ảnh hưởng
đến sự phân tách giữa các cation phân tích. Trong khảo sát này, điện thế tách được thay
đổi trong khoảng -10 ÷ -20 kV.
b. Khảo sát điều kiện chiết các cation kiềm, kiềm thổ từ biodiesel:
Việc chiết các cation khỏi biodiesel được thực hiện bằng cách cân 840 mg mẫu
biodiesel cho vào lọ dung tích 1,7 mL và thêm 200 mg dung môi chiết (là nước deion hoặc
BGE pha loãng 10 lần) (tương ứng với tỷ lệ làm giàu 4,2 lần hay tỷ lệ thể tích biodiesel/dung
môi 5:1) có chứa nội chuẩn (Li+) ở nồng độ 1,4 mg/L. Lọ được lắc bằng máy lắc (KMC
1300V, Vision Scientific, Hàn Quốc) và sau đó ly tâm (Mirko 220R, Hettich, Đức) trong 5
phút. Sau khi ly tâm, 150 µL pha ưa nước được tách khỏi pha hữu cơ và đem phân tích.
Các thông số của quy trình chiết lỏng- lỏng được khảo sát là dung môi, thời gian chiết


a. Tối ưu hóa điều kiện phân tích các cation fomiat, axetat, propionate trên hệ thiết bị CEC4D:
Dung dịch chuẩn của các anion HCOOˉ, CH3COOˉ, CH3CH2COOˉ ở nồng độ 2,25, 2,95
và 3,65 ppm tương ứng được sử dụng để khảo sát các điều kiện phân tích. Trong các thí
nghiệm, điện thế tách được giữ cố định ở giá trị +15 kV và thời gian bơm mẫu 20 s; trừ các thí
nghiệm khảo sát điều kiện điện thế và thời gian bơm. Điều kiện phân tích được lựa chọn trên
cho cơ sở kết quả tín hiệu của các anion có diện tích lớn, hình dạng sắc nét, độ phân giải giữa
các píc cạnh nhau có giá trị lớn hơn 1,5.
 Nghiên cứu lựa chọn dung dịch đệm điện di: Qua tham khảo tài liệu [13], một số hệ
đệm được lựa cho để nghiên cứu quy trình phân tách anion hữu cơ bao gồm: 1) dung
dịch histidine 10mM và axit 2-(N-morpholino)etansunfonic (đệm His/MES) có pH 5,8
; 2) dung dịch 3-(N-morpholino) propanesulfonic 30 mM và L-histidin 30 mM (đệm
His/MOPs) có pH = 6,7; 3) dung dịch tris(hydroxymethyl)aminomethane 50mM và 3(N-morpholino) propanesulfonic 50 mM (đệm Tris/MOPs) có pH 7,7. Vì ở pH lớn hơn
4 nên các dung dịch đệm trên đều được thêm CTAB và để điều chỉnh dòng EOF. Sau
khi lựa chọn được hệ đệm thích hợp, dung dịch đệm được điều chỉnh về các pH khác
nhau, từ 5,6 ÷ 6,5 bằng cách thay đổi tỉ lệ giữa các thành phần đệm và so sánh các điện
di đồ thu được để xác định dung dịch đệm tối ưu.
 Nghiên cứu lựa chọn điện thế tách: Sau hai điều kiện hóa học, ảnh hưởng của điện thế
tách cũng được khảo sát nhằm đánh giá ảnh hưởng điện thế đến sự phân tách giữa các
anion hữu cơ phân tích. Trong khảo sát này, điện thế tách được thay đổi từ +10 kV tới
+25 kV với bước nhảy 5 kV.
b. Khảo sát điều kiện chiết các anion hữu cơ nhỏ từ biodiesel:
Việc chiết các anion khỏi biodiesel được thực hiện bằng cách hút 1050 mg mẫu cho
vào lọ dung tích 1,7 mL và thêm 250 mg dung môi chiết (là nước deion hoặc BGE pha loãng
10 lần) (tương ứng với tỷ lệ làm giàu 5 lần) có chứa nội chuẩn (ClCH2COOˉ viết tắt là ISInternal Standard) ở nồng độ 19,1 ppm. Lọ được lắc bằng máy lắc (KMC 1300V, Vision
Scientific, Hàn Quốc), sau đó ly tâm bằng thiết bị ly tâm Mirko 220R, Hettich, Đức trong 5
phút. Sau khi ly tâm, 160 µL pha ưa nước được tách khỏi pha hữu cơ và đem phân tích.
Các thông số của quy trình chiết lỏng- lỏng được khảo sát là dung môi chiết, thời gian
chiết và tỷ lệ pha loãng dung môi chiết. Hai dung môi chiết được khảo sát là: 1) nước deion và
2) dung dịch đệm điện di pha loãng 10 lần (BGE 1:10). Sau khi lựa chọn được dung môi chiết

Hình 4.1. Điện di đồ phân tích các cation sử
dụng hệ đệm khác nhau.

Giá trị độ phân giải (R)

Kết quả khảo sát thành phần dung dịch đệm điện di được thể hiện trên hình 4.1 cho
thấy: hệ đệm His/Axe cho tín hiệu các cation cần phân tích cao hơn đồng thời độ phân giải
cũng tốt hơn. Do đó, đệm His/Axe được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. Kết quả khảo
sát ảnh hưởng của pH đến sự phân tách pic của các ion phân tích được trình bày trong hình
4.2.

Hình 4.2. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi độ phân giải của các
cặp pic Ca2+/Na+, Na+/Mg2+ theo pH.

Có thể thấy, sự phân tách giữa các pic trong khoảng pH này đều đạt kết quả tốt. Điều
thú vị là, ở pH = 4 ÷ 4,5; diện tích pic cũng như độ phân giải giữa các pic gần nhau thay đổi
không đáng kể; nhưng khi pH  3,8; độ phân giải và diện tích các pic đều tăng. Đây là kết quả
do tăng nồng độ của axit axetic, chất có linh độ điện di cao, làm tăng độ dẫn của dung dịch.
Tuy nhiên, pH giảm lại tăng thời gian lưu và làm đường nền mất ổn định hơn, do khả năng
đệm của hệ kém đi. Ngoài ra, pH thấp có thể làm tăng các phản ứng phụ, như xảy ra sự điện
phân. Do đó, nhằm đạt hiệu quả phân tích tốt nhất, chúng tôi lựa chọn giá trị pH 3,8 là giá trị
phù hợp.
Khi tăng độ lớn của điện thế tách, thời gian lưu ngắn hơn đồng thời diện tích của các
pic cũng thu hẹp lại. Điều này là phù hợp, do khi tăng cường độ điện trường, các ion có xu
hướng chuyển động nhanh hơn. Mặt khác, khi diện tích pic tăng, chân pic giãn rộng hơn làm
cho độ phân giải giữa các pic giảm. Từ hình 4.3 có thể thấy tại giá trị thế -12 kV, độ phân giải

8



Hình 4.6. Sự thay đổi tỉ lệ diện tích pic
cation phân tích/nội chuẩn theo tỉ lệ pha
loãng.

9


Kết quả trên Hình 4.6 cho thấy khi tỉ lệ pha loãng dung dịch đệm điện di thay đổi từ
1:10 tới 1:20, tỉ lệ diện tích pic giữa các ion phân tích/nội chuẩn thay đổi không đáng kể. Khi tỉ
lệ pha loãng nhỏ hơn 10, các pic có hình dạng tương đối tù. Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn tỉ lệ
pha loãng 10 lần là giá trị tối ưu.
4.1.3. Kết quả đánh giá phương pháp phân tích
Hệ số hồi quy tuyến tính của các đường chuẩn cation thu được có giá trị rất tốt R2≥
0,9998. Các giá trị LOQ thu được ở cỡ 0,01 - 0,02 mg/kg đủ đáp ứng việc phân tích các cation
kim loại kiềm và kiềm thổ, với giới hạn cho phép trong biodiesel là 5 mg/kg cho tổng Na+ và
K+, 5 mg/kg cho tổng Ca2+ và Mg2+ theo tiêu chuẩn ASTM D6751. Độ lặp lại của diện tích
tương đối và thời gian lưu được thể hiện dưới dạng độ lệch chuẩn tương đối (RSD) trên nền
nước deion và nền biodiesel đều nhỏ hơn 5%. Hiệu suất thu hồi từ 96 đến 104% đối với các
cation.
Bảng 4.1. Các thông số đánh giá quy trình phân tích Na, K, Ca, Mg trong biodiesel bằng
phương pháp điện di mao quản
K+

Ca2+

Na+

Mg2+

Thời gian lưu (s) (n=5)

0,2 - 16,0

0,1 - 9,2

0,1 - 9,7

0,02
0,06
0,014
1,63
1,10

0,01
0,03
0,007
2,33
1,13

0,02
0,06
0,014
1,00
1,16

0.01
0.03
0,007
2,50
1,22


không khảo sát các giá trị pH < 5,0 là do pKa các axit axetic và propionic lần lượt là 4,76 và
4,88. Từ kết quả hình 2 cho thấy rằng khi pH > 5,9 thì dẫn tới sự chồng chập pic nội chuẩn và
axetat do đó không thể sử dụng các hệ đệm này để phân tích được anion hữu cơ có mặt trong

10


biodiesel khi sử dụng phương pháp nội chuẩn. Khi pH ≤ 5,9 thì các pic tách nhau tốt và độ
phân giải tốt nhất là tại pH 5,6. Vì vậy đệm His/MES pH 5,6 là lựa chọn phù hợp cho quy
trình phân tích các anion hữu cơ quan tâm.

Đệm His/MES pH= 6,5

50 mV

pH= 6,2

50 mV
Đệm His/MOPs pH = 6,7

pH= 6,0
CH3COOˉ

IS

CH3CH2COOˉ

HCOOˉ
IS
HCOOˉ

300

Thời gian lưu (s)

CH3COOˉ
CH3CH2COOˉ

IS

350

400

pH= 5,6

450

500

550

Thời gian lưu (s)

Hình 4.7. Điện di đồ phân tích anion hữu cơ Hình 4.8. Điện di đồ phân tích anion hữu cơ
sử dụng các hệ đệm.
sử dụng đệm His/MES có pH khác nhau.
Khi tăng điện thế tách, thời gian lưu các pic anion hữu cơ cũng giảm đồng thời diện
tích pic và chiều cao pic cũng bị thu hẹp lại. Nguyên nhân là do khi thế tách tăng thì cường độ
điện trường tăng làm cho các ion di chuyển nhanh hơn làm cho pic các anion tại thế tách cao
sít lại, và đây là nguyên nhân chính làm cho diện tích pic và thời gian lưu giảm. Hình 4.9 và

100 mV

20 kV

15 kV

7
6
5
4
3

10 kV

2

1
0

Thời gian lưu (s)

10

15

20

25

30

Hình 4.11. Sự thay đổi tỉ lệ diện tích pic khi thay đổi dung môi chiết.
Ngoài ra khi khảo sát thời gian chiết (1 – 10 phút) thì thấy rằng sau thời gian chiết 2
phút, lượng anion chiết ra gần như không thay đổi đáng kể. Nói cách khác, sau thời gian 2
phút, cân bằng phân bố đã được thiết lập. Chính vì vậy, dung môi chiết được lựa chọn là dung
dịch đệm điện di His/MES pH = 5,6 pha loãng 10 lần và thời gian chiết là 2 phút
4.2.3. Kết quả đánh giá phương pháp phân tích
Hệ số hồi quy tuyến tính của các đường chuẩn anion thu được có giá trị tốt R2≥ 0,9998.
Các giá trị LOQ thu được ở cỡ 0,05 – 0,1 mg/kg. Độ lặp lại của diện tích tương đối và thời
gian lưu được thể hiện dưới dạng độ lệch chuẩn tương đối (RSD) trên nền nước deion và nền
biodiesel đều nhỏ hơn 5% khi phân tích lặp lại 5 lần. Hiệu suất thu hồi từ 96,8 đến 109,3% đối
với nồng độ các anion.
Bảng 4.2 . Các thông số đánh giá quy trình phân tích fomiat, axetat, propionat trong biodiesel
bằng phương pháp điện di mao quản
Khoảng đường chuẩn (mg/L)
Đường chuẩn hồi quy
Hệ số R2
LOD (mg/L)
LOQ (mg/L)
LOQ* (mg/kg)
Thời gian lưu (s)
(n=5)
RSD thời gian lưu(%)
(n=5)
RSD diện tích (%)
(n=5)
Hiệu suất thu hồi(%) (n=5)

HCOOˉ

CH3COOˉ


0,25

0,05
297±2
2,0
3,4
96,8±4,5

0,099
446±5
1,6
2,8
104,3±3,2

0,06
528±7
3,4
2,8
109,3±3,5

12


y là tỉ lệ diện tích pic ion phân tích/nội chuẩn; x là nồng độ ion phân tích (mg/L)
*tính toán dựa trên mẫu biodiesel có khối lượng 1050mg và 250mg dung dịch chiết
4.3. Kết quả phân tích mẫu thực
Các mẫu biodiesel đã thu thập được phân tích bằng hai quy trình đã phát triển, các kết
quả nồng độ kiềm, kiềm thổ, axit béo mạch ngắn được trình bày trong bảng 4.3. và 4.4, các
điện di đồ trình bày trong hình 4.12 và 4.13. Một số mẫu trong quá trình chiết tạo nhiều huyền

Xúc tác kiềm
Xúc tác dị thể
Xúc tác kiềm
Xúc tác kiềm
Xúc tác dị thể
Xúc tác kiềm
Xúc tác kiềm

K+
3,16
0,05
0,15
1,12

Công nghệ
sản xuất
Xúc tác dị thể
Xúc tác kiềm
Xúc tác dị thể
Xúc tác kiềm

Nồng độ (mg/kg)
HCOOˉ

CH3COOˉ

CH3CH2COOˉ

7,6
122,3
23,6
10,7

3,9
29,7
6,4
11,6

0,9
18,0
1,3
0,4

Quy tương

Mẫu TN-2

200

300

400

500

Thời gian lưu (s)

Hình 4.12. Điện di đồ phân tích các kim
loại kiềm, kiềm thổ trong mẫu biodiesel

Hình 4.13. Điện di đồ phân tích các kim axit
hữu cơ mạch ngắn trong mẫu biodiesel

5. Đánh giá về các kết quả nghiên cứu đã đạt được:
Tính mới và giá trị khoa học
Đề tài đã thành công trong việc phát triển 02 quy trình phân tích các kim loại kiềm,
kiềm thổ, axit hữu cơ mạch ngắn trong biodiesel. Quy trình phân tích có giới hạn phát hiện
thấp, độ lặp lại , hiệu suất thu hồi tốt, phù hợp cho đối tượng phân tích. Đây là công trình đầu
tiên ở Việt Nam thực hiện theo hướng sử dụng kỹ thuật điện di mao quản với detector độ dẫn
không tiếp xúc trên thiết bị tự chế tạo tại phòng thí nghiệm phân tích một số thành phần trong
mẫu biodiesel, mở ra hướng ứng dụng mới cho kỹ thuật này bên cạnh những ứng dụng truyền
thống cho môi trường và y sinh.
Giá trị thực tiễn và khả năng ứng dụng
Nếu so sánh với các tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn ASTM Mỹ, quy trình này cho
phép kiểm soát một số chỉ tiêu tạp chất liên quan tới kiểm soát chất lượng biodiesel. Phương

đối (RSD) cho diện tích pic và thời gian lưu < 2,6% và 1,3%, tương ứng; hiệu suất thu hồi từ
96 đến 104 %; giới hạn định lượng cỡ 0,01 mg/kg. Nghiên cứu này còn trình bày kết quả
nghiên cứu phát triển phương pháp xác định hàm lượng của fomiat, axetat và propionat trong
biodiesel bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối
kiểu tụ điện. Quy trình phân tích cho giới hạn phát hiện tốt cỡ 0,05 – 0,1 mg/kg chất cần quan
tâm trong biodiesel, độ lặp lại về diện tích tín hiệu và thời gian lưu phản ánh qua độ lệch
chuẩn tương đối (RSD) có giá trị nhở hơn 5%. Áp dụng quy trình trên phân tích một số mẫu
biodiesel sản xuất từ các nguồn nguyên liệu sinh học khác nhau phát hiện thấy sự có mặt của
fomiat và axetat ở cỡ nồng độ vài đơn vị tới hàng trăm mg/kg.
7. Tài liệu tham khảo:
[1].

Bp.com (2015), BP Statistical Review of World Energy.

[2]. BS EN 14214:2003 (2004), Automotive Fuels - Fatty Acid Methyl Esters (FAME) for Diesel
Engines - Requirements and Test Methods, BSI, UK.
[3].

ASTM D6751-10 (2010), Standard Specification for Biodiesel Fuel Blend Stock (B100) for
Middle Distillate Fuels, ASTM, USA.

[4]. Rodrigo A. A. Munoz, David M. Fernandes, Douglas Q. Santos, Tatielli G. G. Barbosa and
Raquel M. F. Sousa (2012), Chapter 6. “Biodiesel: Production, Characterization, Metallic
Corrosion and Analytical Methods for Contaminants”, in Biodiesel - Feedstocks, Production
and Applications, ISBN 978-953-51-0910-5, Edited by Zhen Fang, pp.129-176.
[5].

TCVN 7717:2007 (2007), Nhiên liệu điezen sinh học gốc (B100) - Yêu cầu kĩ thuật, Bộ
Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.


Chromatography, Energy Fuels, 228 (4), pp 2581–2588.
[12]. Niklas Strömberg; Eskil Sahlin, (2012). Determination of the short–chain fatty acid pattern
in biodiesel using high throughput syringe solvent extraction and ion exclusion
chromatography, Fuel, 97, pp.531–535.
[13]. Nogueira, T (2011). Capillary electrophoresis with capacitively coupled contactless
conductivity detection applied to evaluating the quality of biofuels and the study of the
oxidation process of biodiesel- PhD thesis, Instituto de Quimica, Universidade de SãoPaulo,
São Paulo.

16


PHẦN III. SẢN PHẨM, CÔNG BỐ VÀ KẾT QUẢ ĐÀO TẠO CỦA ĐỀ TÀI
3.1. Kết quả nghiên cứu
TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
Đăng ký

Đạt được

1

Bài báo khoa học

02 bài báo khoa học đăng
tạp chí khoa học trong
nước

lượng theo tiêu chuẩn
ASTM D6751

3.2. Hình thức, cấp độ công bố kết quả
Ghi địa chỉ và
cảm ơn sự tài
Sản phẩm
Tình trạng
TT
trợ của
ĐHQGHN
đúng quy định
1 Công trình công bố trên tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thống ISI/Scopus
1.1
2 Sách chuyên khảo được xuất bản hoặc ký hợp đồng xuất bản
2.1
3 Đăng ký sở hữu trí tuệ
3.1
4 Bài báo quốc tế không thuộc hệ thống ISI/Scopus
4.1
5 Bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp chí khoa học chuyên
ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa học đăng trong kỷ yếu hội nghị quốc tế
5.1 Dương Hồng Anh, Nguyễn Thanh
Đã in
Có ghi địa chỉ,
cám ơn đúng
Đàm, Nghiên cứu phân tích hàm lượng
quy định
một số kim loại kiềm, kiềm thổ là tạp
chất trong biodiesel bằng phương pháp

lượng trong biodiesel bằng phương
pháp điện di mao quản, Đã được
chấp nhận đăng tại Tạp Khoa học
Đại học Quốc gia Hà Nội, chuyên
san Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ, Tập 31, 2015
6

Báo cáo khoa học kiến nghị, tư vấn chính sách theo đặt hàng của đơn vị sử
dụng

6.1
7 Kết quả dự kiến được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định chính sách hoặc
cơ sở ứng dụng KH&CN
7.1
1.2. Kết quả đào tạo

TT

Họ và tên

Thời gian và
kinh phí tham
gia đề tài
(số tháng/số tiền)

Học viên cao học
1 Nguyễn
Thanh Đàm


hàm lượng một số kim loại kiềm, kiềm
thổ là tạp chất trong biodiesel bằng
phương pháp điện di mao quản, Tạp
Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội,
chuyên san Khoa học Tự nhiên và
Công nghệ, Tập 30 số 6S, 2014,
tr.76-83
- Bài báo: Dương Hồng Anh, Nguyễn
Văn Quân, Nghiên cứu phân tích hàm
lượng một axit hữu cơ mạch ngắn phục
vụ cho việc kiểm soát chất lượng
trong biodiesel bằng phương pháp điện
di mao quản, Đã được chấp nhận
đăng tại Tạp Khoa học Đại học Quốc
gia Hà Nội, chuyên san Khoa học Tự
nhiên và Công nghệ, Tập 31, 2015

Đã bảo vệ

Đã bảo vệ
tháng
6/2015

Chưa bảo
vệ

Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu xác Đã bảo vệ
định hàm lượng một số cation kim loại tháng
6/2014
18

hàng của đơn vị sử dụng
7  Kết quả dự kiến được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định
chính sách hoặc cơ sở ứng dụng KH&CN
Quy trình phân tích đồng thời Na, K, Ca, Mg trong
1
1
biodiesel bằng phương pháp điện di mao quản
Quy trình phân tích đồng thời fomiat, axêtat và prôpionat
1
1
trong biodiesel bằng phương pháp điện di mao quản
8
Đào tạo/hỗ trợ đào tạo NCS
9
Đào tạo thạc sĩ
1
1

PHẦN V. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ
TT
A
1
2
3
4
5
6
7
8
B

62
72

4

4

6
6

6
6

150

150

Ghi chú

19


PHẦN VI. KIẾN NGHỊ
Tiếp tục nghiên cứu để so sánh với các kỹ thuật phân tích truyền thống, áp dụng
xác định chất lượng biodiesel và độ ổn định của biodiesel trong quá trình bảo quản
PHẦN VII. PHỤ LỤC
1. Bài báo: Dương Hồng Anh, Nguyễn Thanh Đàm, Nghiên cứu phân tích hàm lượng một số
kim loại kiềm, kiềm thổ là tạp chất trong biodiesel bằng phương pháp điện di mao quản,
Tạp Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, chuyên san Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ, Tập 30 số 6S, 2014, tr.76-83


GS.TS. Phan Tuấn Nghĩa

TS. Dương Hồng Anh

20


PHIẾU ĐĂNG KÝ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI/DỰ ÁN NGHIÊN CỨU
Tên đề tài/dự án: Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích một số cation kim loại kiềm,
kiềm thổ và các anion phục vụ cho việc kiểm soát chất lượng biodiesel bằng phương pháp
điện di mao quản
Mã số: QG.13.07
Chủ nhiệm đề tài/dự án: TS. Dương Hồng Anh
Cơ quan chủ trì đề tài/dự án: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
Điện thoại: 043 858 5277
Cơ quan quản lý đề tài/dự án: Đại học Quốc gia Hà Nội
Địa chỉ: 144 Đường Xuân Thủy, Quận Cầu Giấy, Hà Nội
Điện thoại:
Tổng kinh phí được cấp: 150 triệu đồng
Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: 150 triệu đồng
Thời gian nghiên cứu: 24 tháng
- Thời gian bắt đầu: tháng 07 năm 2013
- Thời gian kết thúc: tháng 07 năm 2015

Tên các cán bộ tham gia đề tài/dự án:
- TS. Dương Hồng Anh
- CN. Nguyễn Thanh Đàm
- CN. Nguyễn Văn Quân

Tên HVCH: Nguyễn Thanh Đàm,
Tên luận văn: Xác định hàm lượng một số ion kim loại kiềm và kiềm thổ là tạp chất trong biodiesel
bằng phương pháp điện di mao quản, Luận văn thạc sỹ chuyên ngành Hóa học phân tích, Trường
Đại học Sư phạm Hà Nội, 2015

4. Các sản phẩm khác (nếu có):
Kiến nghị về quy mô và đối tượng áp dụng nghiên cứu:
Đầu tư tiếp tục so sánh với các kỹ thuật phân tích truyền thống, áp dụng xác định chất lượng
biodiesel và độ ổn định của biodiesel trong quá trình bảo quản
Chủ nhiệm đề tài/
dự án

Thủ trưởng cơ quan
chủ trì đề tài

Chủ tịch Hội đồng
nghiệm thu cấp
ĐHQGHN

Dương Hồng Anh

Phạm Hùng Việt

TS.

GS.TS.

Thủ trưởng cơ quan
quản lý đề tài/dự án
(ĐHQGHN)

Tên luận văn: Xác định hàm lượng một số ion kim loại kiềm và kiềm thổ là tạp chất
trong biodiesel bằng phương pháp điện di mao quản, Luận văn thạc sỹ chuyên ngành
Hóa học phân tích, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 2015
10. Photo trang bìa khóa luận tốt nghiệp
Tên SV: Nguyễn Mạnh Huy
Tên KLTN: Nghiên cứu xác định hàm lượng một số cation kim loại kiềm, kiềm thổ
(Na+, K+, Ca2+, Mg2+) là tạp chất trong biodiesel bằng phương pháp điện di mao
quản, Khoa Hóa học, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN, 2014
11. Photo quyết định công nhận HVCH của học viên: Nguyễn Văn Quân

23