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111
附錄
高濃度校正
(1) 液體檢量線之溶液配製
此部分使用 CS2來配製五種標準溶劑樣品，濃度分別為 1000、2000、
3000、4000、5000 ppm，配製過程要避免取過小的體積造成誤差，以 丁醇溶劑為例如表 3.8 所示丁醇溶劑的密度為 0.808(mg/µL)，使用微 量液體針抽取 1 µL，混合 CS2 1mL 溶液中，則每 1 mL 樣品中即含有 808.0 µg 之丁醇，計算式如下:
1(µL)×0.808(mg/µL)×1000/1(mL)=808.0(µg/mL 或 ng/µL)
因此若以微量液體針抽取 1 µL 丁醇標準樣品注入於 GC-FID 當中，
理論上應該有 808.0(ng)或 0.808(µg)之丁醇質量
表 3.8 高濃度液體檢量線之溶液配製
butanol(µL) CS2(mL) µg/mL(ng/µL) 注射體積(µL) 注射質量(µg)
1.0 1.0 808.0 1.0 0.80
2.0 1.0 1616.6 1.0 1.61
3.0 1.0 2420.0 1.0 2.42
4.0 1.0 3232.0 1.0 3.11
5.0 1.0 4040.0 1.0 4.04
112 (2) 氣體檢量線濃度配製
由於溫度對於有機溶劑揮發程度影響甚大，會影響有機溶劑飽和程度，
因此在進行氣體生成實驗前，應當把室溫考慮進去，並將實際的飽和 蒸氣壓與表 3.9 作適當的運算，其中表 3.9 即是以室溫 25℃下生成丁 醇氣體為例，其飽和蒸氣壓和利用質量流量顯示器(MFC readout power supply PC450)設定預測濃度。
表 3.9 有機生成系統之丁醇氣體高濃度配製表 體實際的流量(L)；Dry mix(set)：為與有機氣體混合之乾淨氣體在質量流量顯示 器上的設定值；Dry mix(L)：為乾淨氣體實際的流量(L)；Dry(set)：作為背景訊 號之乾淨空氣在質量流量顯示器上的設定值。
本研究是使用無油式空氣壓縮機提供所需要的氣體，並使氣體經由管 線流入裝有有機溶劑之衝擊瓶或低濃度管，並以乾式流量計配合 MFC readout power supply PC450 的電壓值變化校正乾淨氣流和有機 管道氣流。可由表 3.9 得知在溫度 25℃、氣壓 1 atm 條件下，丁醇氣 體飽和蒸氣壓為 8.51 mmHg，經由換算得到濃度為 11197 ppm ，詳 細計算式子如(a)所示:
113
(a) 丁醇於溫度 25℃、氣壓 1 atm 條件下之飽和揮發濃度:
8.51(mmHg)/760(mmHg)×106=11197 ppm
已知飽和揮發濃度為 11197 ppm，若今天要生成濃度為 5004 ppm 的
1(atm)×1(L)×74.12/[0.082×296(K)]×10-6 ×1500(ppm)=4.580×10-3 µg
114
(b) 若從生成 1500 ppm 下的丁醇氣體以微量氣密針抽取 200 µL 則理 論上應含有 0.916 µg 之重量:
由(a)式所得到 4.580×10-3(µg/µL)將其和抽取體積相乘而得如下表 示 4.580×10-3(µg /µL)×200(µL)=0.916 µg
各個濃度氣體檢量線配製如表 3.10 所示
表 3.10 高濃度氣體檢量線配製表
Conc.(ppm) conc.×10-3(µg/µL) 注入體積(µL) 注入質量(µg)
1500 4.580 200 0.91
2499 7.571 200 1.51
3502 10.616 200 2.12
4508 13.1059 200 2.73
5450 16.513 200 3.80
如圖 3.3 所示，將高濃度丁醇氣體和液體檢量線之絕對質量和積分面 積做圖，並計算兩者之間的誤差值為 2.77 %，其屬於正偏差，然而其 他氣體之校正誤差值也會隨著室內溫度或是濕度、有機溶劑飽和蒸氣 壓和氣體流速...等都息息相關，其他氣體相對校正誤差值詳細列於表 3.1。
115
低濃度校正
(1) 液體檢量線之溶液配製
此部分使用 CS2來配製五種標準溶劑樣品，濃度分別為 50、300、
500、700、1000 ppm ，配製過程要避免取過小的體積造成誤差，
以丁醇溶劑為例如表 3.11 所示丁醇溶劑的密度為 0.808(mg/µL)，
使用微量液體針抽取 0.3 µL，混合 CS2 1 mL 溶液中 ，則每 1 mL 樣品中即含有 242.4 ng 之丁醇，計算式如下:
0.3(µL)×0.808(mg/µL)×1000/1(mL)=242.4(µg/mL 或 ng/µL)
因此若以微量液體針抽取 1 µL 丁醇標準樣品注入於 GC-FID 當中 理論上應該有 242.4 ng 或 0.242 µg 之丁醇質量
表 3.11 低濃度液體檢量線之溶液配製
butanol(µL) CS2(mL) µg/mL(ng/µL) 注射體積(µL) 注射質量(µg)
0.05 1.0 40.4 1.0 0.04
0.30 1.0 242.4 1.0 0.24
0.50 1.0 404.0 1.0 0.40
0.70 1.0 565.6 1.0 0.56
1.00 1.0 808.0 1.0 0.80
116 (2) 氣體檢量線濃度配製
和高濃度配製氣體類似，差別只在於連接有機管道質量流量控制器氣 體流量不同，低濃度質量流量控制器氣體流量為 20 SCCM，(即為每 分鐘氣體流量是 20 mL)；高濃度為 1 SLM，(即為每分鐘氣體流量是 1L) ，以丁醇室溫 25℃下生成丁醇氣體為例，其飽和蒸氣壓和利用 質量流量顯示器(MFC readout power supply PC450)設定預測低濃度。
如表 3.12 所示得知在溫度 25℃、氣壓 1 atm 條件下，丁醇氣體飽和 蒸氣壓為 8.51 mmHg ，經由換算得到濃度為 11197 ppm ，詳細運算 在前面高濃度部分已提及，已知飽和揮發濃度為 11197 ppm ，若今 天要生成濃度為 50 ppm 的丁醇氣體，則將連接有機道之質量流量顯 示器調製氣體流量設為 9.00(mL/min)，然而連接乾淨氣體流道之質量 流量顯示器設為 2.00(L/min)，即質量流量顯示器上面板將會分別顯示 氣體流量設定為(45%和 10%) 詳細計算式子如(a)所示
(a) 丁醇生成低濃度氣體:
11197 ppm(飽和揮發氣體濃度)×0.009 L(飽和氣流)/[0.009 L(飽和氣 流)+2 L(乾淨氣流)]=50 ppm(生成氣體濃度)
117
1(atm)×1(L)×74.12/[0.082×296 (K)]×10-6 ×50(ppm)=1.525×10-4 µg
118
(b) 若從生成 50 ppm 下的丁醇氣體以微量氣密針抽取 200 µL 則理論 上應含有 3.05×10-2 µg 之重量:
由(a)式所得到 1.525×10-4 (µg/µL)將其和抽取體積相乘而得如下表 示 1.525×10-4 (µg/µL)×200(µL) = 3.05×10-2 µg
各個低濃度氣體檢量線配製如表 3.13 所示
表 3.13 低濃度氣體檢量線配製表
Conc.(ppm) conc.×10-4(µg/µL) 注入體積(µL) 注入質量×10-2 (µg)
50.0 1.525 200 3.05
70.6 2.153 200 4.30
90.0 2.745 200 5.49
111.6 3.403 200 6.80
131.2 4.001 200 8.00
如圖 3.4 所示，將低濃度丁醇氣體和液體檢量線之絕對質量和積分面 積做圖，並計算兩者之間的誤差值為-0.1%，和高濃度相比其屬於負 偏差，然而其他氣體之校正誤差值也會隨著室內溫度或是濕度、有機 溶劑飽和蒸氣壓和氣體流速...等都息息相關，其他氣體相對校正誤差 值詳細列於表 3.2。