第四章 結果與討論
4.3 甲基橙衝破實驗
為了瞭解不同 k 值在吸附型管柱內的吸附機制與濃度分布的差 異，本實驗選用甲基橙進行衝破實驗，並將結果與 4.2 節中的亞甲基 藍衝破實驗數據做比較。
4.3.1 甲基橙衝破實驗管外時圖
如同 4.2.1 節所述，在此節中也分別配置了 7.5μM、10μM 和 12.5μM 之甲基橙水溶液，並以 10mL/min 之流速不斷將甲基橙水溶液 載入填有 sep-pak® C18的玻璃管柱中。
實驗所得之管外時圖如圖 22。計算後得知：7.5μM 甲基橙水溶 液之半衝破時間為 8.33min，10μM 甲基橙水溶液之半衝破時間為 7.70min，12.5μM 甲基橙水溶液之半衝破時間為 7.14min；將這些數 據兩兩代入公式(19)中，即可求得甲基橙的 k 值，所得之 k 值分別為 4.34×10-3、4.44×10-3與 4.57×10-3，平均為 4.45×10-3 ±1.20×10-4。
根據 4.2.1 節的計算結果，亞甲基藍之 k 值為 0.0266，因此由本 節所計算出的甲基橙 k 值(4.45×10-3)與亞甲基藍之 k 值差距約為 5.98 倍。k 值同時代表了吸附能力的強弱，由數據可明顯得知甲基橙對吸 附劑的吸附能力較亞甲基藍對吸附劑的吸附能力差。
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(圖 22) 甲基橙衝破實驗管外時圖之 k 值計算。(a)濃度 7.5μM，半衝 破時間 8.33min。(b)濃度 10μM，半衝破時間 7.70min。(c)濃度 12.5μM，
半衝破時間 7.14min。(a)(b)兩圖計算所得之 k 值為 4.34×10-3；(b)(c) 兩 圖計算所得之 k 值為 4.57×10-3；(a)(c) 兩圖計算所得之 k 值為
4.44×10-3；平均 k 值為 4.45×10-3 ± 1.2×10-4，誤差為 2.70%。
4.3.2 甲基橙衝破實驗管內空圖
在管內空圖的部分(圖 23)，我們可以清楚觀察到甲基橙水溶液 於吸附型管柱內之載入模式；實驗發現，不論是 7.5μM、10μM 亦或
(a)
(b)
(c)
8.33 min
7.70 min
7.14 min 7.5μM
10μM
12.5μM
50
12.5μM 的亞甲基橙水溶液，其管內載入趨勢皆和 4.2.2 節中，亞甲基 藍水溶液的管內載入趨勢相同：在甲基橙載滿第一段前，甲基橙已開 始載入後幾段。
(圖 23) 甲基橙衝破實驗管內空圖。(a)濃度 7.5μM，由左至右之波段 的取點時間(sec.)為：1, 30, 50, 70, 90, 120, 160, 200, 250, 380, 1204。(b) 濃度10μM，由左至右之波段的取點時間(sec.)為：1, 35, 50, 70, 100, 130, 170, 210, 250, 400, 1037。(c)濃度 12.5μM，由左至右之波段的取 點時間(sec.)為：1, 35, 50, 70, 90, 120, 150, 180, 220, 320, 1188。
(a)
(b)
(c)
7.5μM
10μM
12.5μM
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4.3.3 與亞甲基藍衝破實驗之管內空圖相比較
若將相同時間點，亞甲基藍衝破實驗與甲基橙衝破實驗所測得 之管內空圖互相比較(圖 24)，則可發現當亞甲基藍已載滿整支管柱時，
甲基橙卻只載滿約六分之一至五分之一的管柱，大略符合 k 值的 6 倍 之差。
(圖 24) 相同流速、相同時間點下的 10μM 亞甲基藍與 10μM 甲基橙 衝破實驗管內空圖，由左至右之波段取點時間(sec.)為：1, 35, 50, 70, 100, 130, 170, 210, 250, 400, 1037。圖中，當甲基橙已載滿整支管柱時，
亞甲基藍卻只載滿約六分之一至五分之一的管柱。
為了清楚觀察甲基橙衝破實驗之管內空圖與亞甲基藍衝破實驗 之管內空圖的差異，因此在圖 25 中，所取的時間點並不相同。從圖 25 中，可發現到甲基橙的波形，其波形較為平緩。這是因為甲基橙 的 k 值(4.45×10-3)較亞甲基藍的 k 值(0.0266)小，代表甲基橙對 sep-pak® C18的吸附能力較弱，而使得部分甲基橙分子可被溶劑(D.I. water)帶到 相對遠的 parcel 並吸附於其上；反之，k 值較大，對 sep-pak® C18的 吸附能力較強的亞甲基藍分子，則因為較容易被 C18所吸附，因此無 法被溶劑帶到較遠的 parcel，只能吸附於較近範圍內的 C18上。
亞甲基藍 甲基橙
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(圖 25) 甲基橙與亞甲基藍衝破實驗之管內空圖，流速皆為 10mL/min。
a)濃度 7.5μM，亞甲基藍管內空圖由左至右之波段的取點時間(sec.) 為：1, 30, 80, 200, 350, 600, 800, 1000, 1200, 1600, 1999。甲基橙管內 空圖由左至右之波段取點時間(sec.)為：1, 30, 50, 70, 90, 120, 160, 200, 250, 380, 1204。b)濃度 10μM，亞甲基藍管內空圖由左至右之波段的 取點時間(sec.)為：1, 30, 80, 150, 300, 500, 700, 850, 1000, 1350, 1999。
甲基橙管內空圖由左至右之波段取點時間(sec.)為：1, 35, 50, 70, 100, 130, 170, 210, 250, 400, 1037。c)濃度 12.5μM，亞甲基藍管內空圖由 左至右之波段的取點時間(sec.)為：1, 30, 50, 100, 200, 350, 500, 700, 850, 1050, 1999。甲基橙管內空圖由左至右之波段取點時間(sec.)為：
1, 35, 50, 70, 90, 120, 150, 180, 220, 320, 1188。