Luận án: Điện cực HgO-CACBON phân tích kim loại độc hại trong môi trường bằng Von Ampe

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------- NGUYỄN MINH QUÝ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC PASTE CACBON BIẾN TÍNH BỞI HgO ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ KIM LOẠI ĐỘC HẠI TRONG MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG MÔI TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON AMPE HÕA TAN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2011 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------- NGUYỄN MINH QUÝ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC PASTE CACBON BIẾN TÍNH BỞI HgO ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ KIM LOẠI ĐỘC HẠI TRONG MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG MÔI TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON AMPE HÕA TAN CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 62 44 29 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TRẦN CHƯƠNG HUYẾN HÀ NỘI - 2011 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC .1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .3 DANH MỤC CÁC BẢNG .9 Chƣơng I: TỔNG QUAN. PHƢƠNG PHÁP VON AMPE HÕA TAN. Các điện cực dùng trong phương pháp von ampe hòa tan .Các kỹ thuật ghi đường von ampe hòa tan.

Ưu điểm của phương pháp von ampe hòa tan. Các yếu tố cần khảo sát khi xây dựng một quy trình phân tích theo phương pháp ASV và AdSV. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG. Một số kim loại nặng trong tự nhiên (Cu, Pb, Cd, Zn…).

Tác động của Cu, Pb, Cd và Zn tới môi trường và sức khỏe con người. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƢỢNG VẾT Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+. Các phương pháp phân tích quang phổ. Các phương pháp phân tích điện hóa.

KẾT LUẬN CHUNG .32 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Quá trình thí nghiệm.

Phương pháp định lượng Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ và xác định độ nhạy, GHPH. Xử lý số liệu phân tích .38 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT. Thiết bị - dụng cụ .42 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

CHẾ TẠO ĐIỆN CỰC VÀ KIỂM TRA ĐẶC TÍNH HOẠT ĐỘNG CỦA ĐIỆN CỰC:. Chế tạo điện cực. Kiểm tra đặc tính hoạt động của điện cực. Quy trình chế tạo điện cực HgO-MCPE.

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ĐIỆN CỰC TRONG PHƢƠNG PHÁP VON AMPE HÕA TAN ANOT. Nghiên cứu khả năng ứng dụng điện cực HgO-MCPE để xác định Cu2+, Pb2+, Cd2+ , Zn2+ theo phương pháp von ampe hòa tan anot. Xác định đồng thời Cu2+, Pb2+, Cd2+ , Zn2+ trên điện cực HgO-PCME theo phương pháp von ampe hòa tan anot. Xác định Pb2+, Cd2+ trên điện cực HgO-PCME theo phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ (AdSV).

Xác định đồng thời Pb và Cd trên điện cực HgO-PCME bằng phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ. ÁP DỤNG PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ VÀ ĐƢA RA QUY TRÌNH PHÂN TÍCH. Phân tích một số mẫu thực tế theo phương pháp ASV. Phân tích một số mẫu thực tế theo phương pháp AdSV.

Quy trình phân tích các kim loại .107 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .110 TÀI LIỆU THAM KHẢO .111 PHẦN PHỤ LỤC .127 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt, TT Tiếng Việt Tiếng Anh ký hiệu 1 ∆E Biên độ xung Pulse amplitude Von- ampe hòa tan hấp Adsorptive Stripping 2 AdSV phụ Voltammetry 3 ASV Von- ampe hòa tan anot Anodic Stripping Voltammetry 4 Cd Cadimi Cadimium 5 CSV Von-ampe hòa tan catot Catodic Stripping Voltammetry 6 DP Xung vi phân Differential Pulse 7 EP Thế đỉnh pic Peak potential 8 f Tần số 9 GHĐL Giới hạn định lƣợng Limit of quantification 10 GHPH Giới hạn phát hiện Limit of detection Điện cực giọt thủy ngân Hanging Mercury Drop 11 HMDE treo Electrode Điện cực paste cacbon HgO- HgO- Modified Paste Carbon 12 biến tính bởi oxit thủy MPCE Electrode ngân 13 IP Dòng đỉnh pic Peak current 14 MFE Điện cực màng thủy ngân Mercury Film Electrode 15 ppb Phần tỷ Part per billion 16 ppm Phần triệu Part per million 17 RSD Độ lệch chuẩn tƣơng đối Relative Standard Deviation Điện cực giọt thủy ngân Stationary Mercury Drop 18 SMDE tĩnh Electrode 19 SqW Sóng vuông Square Wave 20 v Tốc độ quét thế Sweep rate 21 R Hệ số tƣơng quan coefficient of corelation 22 BR Đệm vạn năng Britton Robison 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1. Một số công bố từ năm 1995 đến năm 2010 xác định riêng hoặc đồng thời Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ trên các điện cực biến tính(a). Kết quả khảo sát khoảng thế điện hoạt của điện cực làm việc HgO-MPCE và MFE in situ trong các thành phần dung dịch nền khác nhau(*). Nồng độ Hg2+ trong dung dịch sau các lần sử dụng điện cực đo dòng von ampe hòa tan.

Các thông số máy và điều kiện phân tích riêng các ion Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ theo phƣơng pháp ASV(*). Kết quả xác định Ip (Me2+) khi xác định GHPH và độ nhạy của phƣơng pháp khi xác định riêng các ion Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+(*). Các giá trị a, b, Sy, GHPH và hệ số tƣơng quan R tính từ phƣơng trình Ip= a + b[Me] khi xác định riêng các ion Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+. Kết quả xác định IpMe ở các ∆E khác nhau(*).

Kết quả xác định IpMe ở các tốc độ quét thế khác nhau(*). Các giá trị a, b, Sy, GHPH và R tính từ phƣơng trình Ip = a + b[Me2+] khi xác định đồng thời Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+. Kết quả xác định Ip (Me2+) ở các pH khác nhau(*). Kết quả xác định IpMe2+ ở các thế điện phân khác nhau(*).

Ngƣỡng ảnh hƣởng của các ion kim loại đến phép xác định Me2+(*). Kết quả đo IPMe2+ khi ghi lặp lại của cùng một dung dịch nghiên cứu(a). Kết quả xác định IPMe2+ khi xác định GHPH và độ nhạy của phƣơng pháp(*). Các giá trị a, b, Sy, GHPH và R tính từ phƣơng trình Ip= a + b[Me2+].

Kết quả xác định IP Me2+ khi xác định khoảng tuyến tính của phƣơng pháp(*). Các thông số máy và điều kiện phân tích riêng các ion Pb2+, Cd2+ theo phƣơng pháp AdSV(*). 74 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Kết quả xác định Ip (Me2+) khi xác định GHPH và độ nhạy của phƣơng pháp AdSV khi xác định riêng các ion Pb2+, Cd2+(*).

Các giá trị a, b, Sy, GHPH và R tính từ phƣơng trình Ip= a + b[Me2+] khi xác định riêng Pb2+, Cd2+ theo phƣơng pháp AdSV. Kết quả đo Ipcủa Pb2+ và Cd2+ ở các pH khác nhau (*). Kết quả đo của Ipcủa Pb2+ và Cd2+ ở các nồng độ đệm khác nhau (*). Kết quả xác định Ip của Pb2+ và Cd2+ ở các nồng độ thuốc thử khác nhau(*).

Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ ở các thế điện phân khác nhau(*). Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ ở các thế hấp phụ khác nhau(*). Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ ở các thời gian hấp phụ khác nhau(*). Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ ở các tần số khác nhau(*).

Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ ở các biên độ khác nhau(*). Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ ở các tốc độ phân cực (v) khác nhau(*). Kết quả xác định Ip Pb2+ và Cd2+ khi ghi lặp lại trong cùng một dung dịch nghiên cứu(a). Kết quả xác định Ip(Me) khi xác định GHPH và độ nhạy của phƣơng pháp(*).

Các giá trị a, b, Sy, GHPH và R tính từ phƣơng trình Ip= a + b[Me2+] khi xác định đồng thời Pb2+ và Cd2+ theo phƣơng pháp AdSV. Kết quả xác định Ip(Me2+) khi xác định khoảng tuyến tính của phƣơng pháp(*). Kết quả phân tích Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong các mẫu nƣớc Hồ Tây(a) (Xử lý theo cách cô mẫu). Kết quả phân tích Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong các mẫu nƣớc Hồ Tây(a) (Xử lý bằng cách chiếu UV).

Kết quả phân tích Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong các mẫu nƣớc Hồ Bảy mẫu(a). 98 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Kết quả phân tích Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong các mẫu nƣớc sông Nhuệ (a). Kết quả phân tích Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ trong các mẫu nƣớc hồ Văn và hồ Gƣơm(a).

Kết quả phân tích Cu, Pb, Cd, Zn trong các mẫu nƣớc sinh hoạt(a). Kết quả phân tích Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ trong các mẫu nƣớc tự nhiên (a). Kết quả phân tích Pb2+, Cd2+ trong các mẫu nƣớc tự nhiên bằng phƣơng pháp von ampe hòa tan hấp phụ. 103 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.

Sự biến thiên thế theo thời gian và dạng đƣờng von ampe hòa tan trong kỹ thuật dòng một chiều (DC). Sự biến thiên thế theo thời gian và dạng đƣờng von ampe hòa tan trong kỹ thuật xung vi phân (DP). Sự biến thiên thế theo thời gian và dạng đƣờng von ampe hòa tan trong kỹ thuật sóng vuông (SqW). Đƣờng CV trong dung dịch đệm axetat 0,05M chứa Pb2+ 50 ppb của điện cực biến tính: 1- tỉ lệ HgO:C là 1:1; 2- tỉ lệ HgO:C là 1:2; 3- tỉ lệ HgO:C là 1:4.

Đƣờng von ampe hòa tan khi đo lặp lại trong 2+ cùng một dung dịch Pb 2ppb (n=9) với tỉ lệ điện cực HgO:C là 1:2. Đƣờng von ampe vòng trong dung dịch HCl 0,05 M (A) và axetat 0,05 M (B). Đƣờng von ampe vòng trong dung dịch có chứa Pb2+:. Đƣờng von ampe vòng trong dung dịch có chứa Pb2+.

Ảnh SEM của điện cực làm việc trong 3 trƣờng hợp:. Các đƣờng von ampe của Me2+ trên điện cực HgO-PCME;. Ảnh hƣởng của biên độ tới IpMe. Ảnh hƣởng của tốc độ phân cực tới IpMe.

Ảnh hƣởng của pH tới IpMe2+. Ảnh hƣởng của thế điện phân tới IpMe2+. Đƣờng biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao pic và tđp của Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ ở các nồng độ khác nhau. Đƣờng von ampe hòa tan biểu diễn độ lặp lại khi xác định đồng thời 4 ion.

ĐKTN: nhƣ bảng 3. Đƣờng von ampe hòa tan khi xác định GHPH và độ nhạy của phƣơng pháp phân tích đồng thời 4 ion (TN2). Các đƣờng hồi quy tuyến tính giữa [Me2+] và IpMe2+ trong khoảng nồng độ 2 ÷ 50 ppb. Đƣờng von ampe hòa tan hấp phụ của phức Pb2+ và Cd2+ với xylenol da cam trên điện cực HgO-PCME.

77 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Ảnh hƣởng của pH đến Ip của Pb2+ và Cd2+. Ảnh hƣởng của nồng độ đệm tới IpMe2+. Ảnh hƣởng của nồng độ thuốc thử tới IpMe2+.

Ảnh hƣởng của thế điện phân( Eđp) đến Ip Pb2+ và Ip Cd2+. Ảnh hƣởng của thời gian điện phân tới IpMe2+. Ảnh hƣởng của Ehp tới IpMe2+ .