HÀ NỘI -2011
TÁCH VÀ XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM TRONG LỚP PHỦ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ ĐIỆN DI MAO QUẢN (CEC).
Chuyên ngành: Hoá Phân Tích
Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN VĂN RI HÀ NỘI -2011
Mc lc
M U 1
CHƯƠNG 1: TổNG QUAN 3
A. Lịch sử và phát triển 21
B. C s lý thuyt 23
1. Nguyờn tc 23
2. S in di v sc ký in di mao qun hiu sut cao 24
2.1. Dung dch m pH v cht in gii 26
2.2. Dũng in di thm thu (EOF) 28
2.3. Ch to lp ph photphỏt hoỏ 32
A. Nguyờn lý to lp ph photphat 32
B. Ch to dung dch 33
C. Ch to lp ph 33
1. Ph ngui 33
2. M 34
2.4. Nghiờn cu kh nng loi tr cỏc yu t nh hng (Loi tr nh
hng ca St) 35
2.4.1. Phng phỏp trao i ion: 35
2.4.2. Phng phỏp chit 36
2.5 Thit b v hoỏ cht 35
2.5.1 Thit b 35
2.5.2 Hoỏ cht 35
CHNG 3 KT QU V THO LUN 38
3.1 Kho sỏt nh hng ca dung dch m in di 38
3.1.1. Kho sỏt nh hng ca pH dung dch m in di n quỏ
trình tách các NTĐH 36
3.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ các chất điện ly trong dung dịch đệm.40
3.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ HIBA 43
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số nguyên tố trong quá trình tách và
xác định các nguyên tố đất hiếm 46
3.2.1. Ảnh hưởng của Mangan 46
3.2.2. Ảnh hưởng của Niken 47
3.2.3. Ảnh hưởng của Kẽm 48
ICP-OES: Phổ phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (Inductively Coupled
Plasma optical emission spectroscopy)
ICP-MS: Phổ khối plasma cảm ứng (Inductively Coupled Plasma mass
spectrometry)
ICP-AES: Phổ phát xạ plasma cam ứng (Inductively Coupled Plasma
atomic emission spectroscopy)
CEC: Sắc ký điện di mao quản (Capillary electro chromatography)
HPCEC: Sắc ký điện di mao quản hiệu năng cao (High performace
Capillary electro chromatography
CZE: Điện di mao quản vùng (Capillary Zone Electrophoresis)
MCEKC: Sắc ký điện di mao quản điện động học (Micellar Capillary
Electro-Kenetic Chlomatography:)
CGEC: Sắc ký điện di mao quản loại Gel (Capillary Gel Electrophoresis
Chromatography:).
CIEC: Sắc ký điện di mao quản hội tụ đẳng nhiệt (Capillary
iso-Electric Chromatography:)
CITPC: Sắc ký điện di mao quản đẳng tốc độ (Capillary Iso
Tacho-phoresis chromatography)
HIBA: α-hydroxyizobutyric axit
EDTA: Etylendiamintetra axetic axit
Danh mục bảng biểu
Bảng 1. Hàm lượng trung bình của các NTĐH trong lớp vỏ trái đất 4
Danh mục đồ thị
Hình 1: Đường chuẩn theo hệ toạ độ Ims – Cx 20
Hình 2: Qui trình phân tích lớp phủ photphat hoá 34
Hình 3: giá trị pH: 4,0……………………………………………………… 37
Hình 4: giá trị pH: 4,3………………………………………………… … 37
Hình 5: giá trị pH: 4,6………………………………………… ……… … 38
Hình 6: giá trị pH: 4,9………………………………………………… … 38
Hình 7: giá trị pH: 5,3………………………………………………… … 38
Hình 8: Dung dịch 1………………………………………………… … ….41
Hình 9: Dung dịch 2 41
Hình 10: Dung dịch 3 42
Hình 11: Dung dịch 1 43
Hình 12: : Dung dịch 2 44
Hình 13: Dung dịch 3 44
Hình 14: Ảnh hưởng của Mangan 46
Hình 15: Ảnh hưởng của Niken 47
Hình 16: Ảnh hưởng của Kẽm 48
Hình 17: Ảnh hưởng của Đồng 48
Hình 18: Ảnh hưởng của PO
4
3-
49
Hình 19: Ảnh hưởng của Sắt 50
Hình 20: Khoảng tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của La 52
Hình 21: Khoảng tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của Ce 53
Hình 22: Khoảng tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của Pr 53
Hình 23: Khoảng tuyến tính giữa nồng độ và diện tích pic của Nd 54
Hình 24: Phổ sắc ký của các NTĐH ở nồng độ 0,5 ppm 55
Hình 25: Phổ sắc ký của mẫu không chiết 57
1
MỞ ĐẦU
Ngày nay kim loại đất hiếm (KLĐH) đã trở thành vật liệu chiến lƣợc cho
các ngành công nghệ cao nhƣ điện - điện tử, hạt nhân, quang học, vũ trụ, vật
liệu siêu dẫn, siêu nam châm, luyện kim, xúc tác thủy tinh và gốm sứ kỹ thuật
cao, phân bón vi lƣợng, v.v
Trên thế giới tài nguyên đất hiếm có tiềm năng rất lớn, cho đến nay tổng
trữ lƣợng ôxit đất hiếm cấp R1E đã đạt tới 119 triệu tấn nhƣng phân bố không
đồng đều. châu Á có trữ lƣợng lớn nhất với gần 54,6 triệu tấn, chiếm 46%
tổng trữ lƣợng đất hiếm thế giới, trong đó Trung Quốc là nƣớc đứng đầu thế
giới với 51 triệu tấn. Tiếp đến là Châu Mỹ trên 37 triệu tấn, chiếm 34%, trong
đó Mỹ có xấp xỉ 14 triệu tấn. Châu Phi 31,5 triệu tấn, chiếm 26,5 %, trong đó
Namibia có 20 triệu tấn.
KLĐH đƣợc khai thác trên thế giới chủ yếu từ khoáng vật basnezit tại hai
nƣớc chính là Trung Quốc và Mỹ; từ khoáng vật monazit gồm các nƣớc:
Ôxtrâylia, Ấn Độ, Mỹ, Braxin, Nam Phi, Trung Quốc, Thái Lan, Srilanca,
v.v
Theo số liệu thống kê, tiêu thụ KLĐH trên thế giới vẫn không ngừng gia
tăng và châu Á là thị trƣờng tiêu thụ lớn nhất (13.710 tấn/năm) tiếp đó là Bắc
Mỹ (8.335 tấn/năm) và châu Âu (7.180 tấn/năm), trong đó Trung Quốc và
Mỹ là hai thị trƣờng tiêu thụ lớn nhất. Nhu cầu tiêu thụ KLĐH trên toàn cầu
đƣợc dự báo là sẽ tăng trƣởng từ 4 đến 7%/ năm.
Tại Việt Nam, ngành đất hiếm mới đƣợc bắt đầu từ năm 1970 khi Nhà
nƣớc cho triển khai công tác thăm dò đánh giá tài nguyên đất hiếm và các
công tác nghiên cứu chế biến KLĐH.
thể đƣa thêm lƣợng nhỏ phụ gia là các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) và một số
kim loại chuyển tiếp nhƣ Mn, Ni Chỉ với một lƣợng nhỏ các chất phụ gia
đó có tác dụng tăng độ bền lớp phủ, chống ăn mòn, bảo vệ kim loại khỏi môi
trƣờng gây hại đồng thời cũng có thể nâng cao hiệu quả thẩm mỹ của lớp phủ
nhƣ làm cho lớp phủ mịn và sáng hơn.
Có nhiều phƣơng pháp định lƣợng chính xác các phụ gia này nhƣ ICP-
OES, ICP-MS, CE…Công trình này nghiên cứu điều kiện thích hợp cho việc
tách và xác định các nguyên tố đất hiếm trong lớp phủ bằng phƣơng pháp sắc
ký điện di mao quản.
Đến nay việc xác định hàm lƣợng các NTĐH của vỏ trái đất đã cho thấy
trữ lƣợng các NTĐH không phải hiếm. Hàm lƣợng các NTĐH trong vỏ trái đất
đƣợc trình bày trong Bảng 1. 4
Bảng 1. Hàm lượng trung bình của các NTĐH trong lớp vỏ trái đất
Nguyên tố
Số hiệu
nguyên tử
Hàm lượng
trung bình (10
-4
%)
Tỷ lượng trong nhóm
các nguyên tố (%)
Y
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
10
1,5
4,5
1,3
4,0
0,8
3,0
1,0
18,7
11,4
28,6
4,5
15,0
-
4,4
0,8
6,4
1,0
2,9
0,8
2,5
0,5
1,9
0,6
Các NTĐH là nguyên liệu cực kì quan trọng cho nhiều ngành khoa học,
kỹ thuật và công nghệ. Vai trò của NTĐH trong công nghệ chế tạo vật liệu là
không thể thiếu đƣợc.
Từ những năm 60, các nhà địa chất đã đánh giá trữ lƣợng đất hiếm ở ta
lắp đặt ở các vùng đồng bào thiểu số Hoàng Su Phì (Hà Giang), Kỳ Sơn
(Nghệ An). Nhóm nghiên cứu đã có thể khảo sát, lắp đặt thiết bị chiếu sáng,
nghe nhìn cho nhiều cụm dân cƣ chƣa có lƣới điện quốc gia, chi phí này chỉ
bằng 1/10 so với phƣơng án trạm thủy điện nhỏ.
1.1.1.2. Nguồn tài nguyên đất hiếm Việt Nam:
Theo Tổng cục địa chất, trữ lƣợng các mỏ đất hiếm ở Việt Nam khoảng 7 -
8 tỉ tấn, điều kiện khai thác thuận lợi. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho
phát triển ngành công nghiệp điện tử, thủy tinh, luyện kim
Mỏ đất hiếm Đông Pao nằm trên địa phận xã Bản Hon, huyện Phong Thổ,
tỉnh Lai Châu do Công ty TNHH nhà nƣớc một thành viên khoáng sản 3 quản
lý khai thác. Mỏ đất hiếm Đông Pao bao gồm trên 30 thân quặng lớn nhỏ đã
đƣợc tìm kiếm tỉ mỉ với tài nguyên trữ lƣợng đạt trên 10,6 triệu tấn R
2
O
3
; 34,7
triệu tấn CaF
2
; 66,7 triệu tấn BaSO
4
. Riêng 2 thân quặng F.3 và F.7 do Tổng
công ty khoáng sản Việt Nam quản lý khai thác đã đƣợc thăm dò trữ lƣợng.
Hiện tại, mới chỉ tiến hành khai thác quặng fluorit với sản lƣợng hàng năm
khoảng 1.000 tấn CaF2 hàm lƣợng 75 - 80%, cung cấp cho luyện kim.
Nguồn đất hiếm ở nƣớc ta đã đƣợc phát hiện và khảo sát hàng chục năm
trƣớc trong nền đá cổ ở miền Bắc (Promeli, 1989). Việc ban hành và gần đây
sửa đổi bổ sung Luật khoáng sản đã tạo điều kiện cho các nhà nghiên cứu và
hiếm đã tạo ra một bƣớc tiến quan trọng trong việc tách và xác định các
nguyên tố đất hiếm riêng rẽ cũng nhƣ sản xuất các sản phẩm đất hiếm tinh
khiết. Chính vì vậy ngƣời ta đã nghiên cứu rất tỉ mỉ các phức chất tạo bởi
nguyên tố đất hiếm với các phối tử hữu cơ, chúng tạo phức với các phối tử
hữu cơ thông qua nguyên tử Nitơ, phải kể đến: dipyridin, pyridine, urotropin,
phthaloxyamin {27}, phenantrolin, quinolin.
Các phối tử là các axit hữu cơ tạo phức với các nguyên tố đất hiếm thông
qua liên kết với các nguyên tử oxy trong phân tử các axit foocmic, axit axetic,
malonic, izobutyric.
Powell và Farrell đã nghiên cứu rất kĩ khả năng tạo phức của ba phối tử hữu
cơ: axit glycolic, axit lactic và axit α-hydroxyizobutyric (HIBA).
7
Độ bền của các phức chất tạo thành tăng theo sự tăng số thứ tự của các
nguyên tố đất hiếm, với một nguyên tố đất hiếm thì độ bền của phức chất
phần lớn tuân theo thứ tự HIBA>Lac>Glyc.
Nhóm –OH trong hydroxyl axit có thể giúp tạo phức bền hơn so với các phối
tử axit tƣơng ứng.
Ngƣời ta đã chứng minh đƣợc phức của các nguyên tố đất hiếm tạo với các
hidroxy axit tồn tại dạng {M(HA)
4
}
-
.
Ngoài các dạng phức trên còn phải kể đến dạng phức của các nguyên tố
đất hiếm mà trong đó các ion đất hiếm liên kết với các phối tử hữu cơ thông
qua nguyên tử oxy và nitrơ nhƣ: Etylendiamintetraaxetic axit (EDTA). EDTA
2
và Fe(H
2
PO
4
)
2
trong nƣớc nóng ở nhiệt độ 90 ÷
98
o
C và sử dụng dung dịch photphat hóa gồm các muối Fe(H
2
PO
4
)
2
và
8
Mn(H
2
PO
4
)
2
dƣới dạng chế phẩm mazeph với nồng độ cỡ 30 g/l ở nhiệt độ
96÷98
o
C và thời gian photphat hóa từ 40 đến 80 phút.
nguội với các phụ gia Niken, Đồng và NTĐH (Xeri) [2]. Luận văn thạc sĩ
Đoàn Thị Mai nghiên cứu chế tạo lớp phủ bằng phƣơng pháp photphat hoá
nóng với phụ gia Niken và NTĐH (Lantan) [11]. Luận văn thạc sĩ Trần Minh
Đạt nghiên cứu chế tạo lớp phủ với phụ gia Niken và NTĐH (Xeri) bằng
phƣơng pháp photphat hoá nóng [1]. Khoá luận Trần Thị Trang nghiên cứu
chế tạo lớp phủ với phụ gia Niken, Mangan, NTĐH (Xeri) và Kẽm để giảm
nhiệt độ quá trình photphat hoá nóng [17]. Khoá luận Cao Việt nghiên cứu
lớp phủ pyrophotphat trên kim loại đen chứa phụ gia nguyên tố đất hiếm
9
Nhƣ vậy, việc sử dụng các NTĐH là phụ gia có vai trò quan trọng. Các
NTĐH đƣợc sử dụng để tăng khả năng chống ăn mòn kim loại rất hiệu quả.
Chúng có thể đƣợc thêm vào hợp kim, vào thành phần lớp phủ hoặc vào môi
trƣờng ăn mòn.
1.4.2. Công nghệ photphat hoá [20]
1.4.2.1. Đặc điểm của công nghệ photphat hoá
Công nghệ photphat hoá là tạo ra một lớp muối photphat không tan bám
trên bề mặt kim loại khi nhúng các chi tiết sắt thép vào dung dịch muối
photphat. Màng photphat hóa là màng bảo vệ phổ thông của kim loại đen, do
vậy công nghệ photphat hóa kim loại đen để bảo vệ chống ăn mòn có vai trò
rất quan trọng. Công nghệ photphat hóa phổ thông là dùng hỗn hợp photphat
mangan-kẽm. Màng tạo ra tinh thể có màu trắng. Về cảm quan, màng
photphat hóa trông có màu sáng, bóng nhƣ lớp ôxy hóa của sắt thép và các
hợp kim của chúng khi ôxy hóa, nhƣng nó lại có tính chất lý, hóa đặc thù hơn
so với màng ôxy hóa:
- Độ dày của màng photphat bao giờ cũng dày hơn màng ôxy hóa.
- Khả năng chống ăn mòn cao gấp 2÷10 lần màng ôxy hóa.
- Lực bám (liên kết) của màng photphat hóa với bề mặt kim loại gốc rất
bền chắc.
(PO
4
)
2
+ 4H
3
PO
4
(1)
Sau đó tạo lớp pyrophotphat (polyphotphat) nhờ nhiệt độ. Các phản ứng
diễn ra khi nung:
Phản ứng tách nƣớc ở nhiệt độ thấp:
MePO
4
.xH
2
O = MePO
4
+ xH
2
O (100-150
0
C tuy thuộc tinh thể) (2)
Phản ứng hình thành lớp màng pyrophotphat (các phản ứng trên xảy ra ở
điều kiện nhiệt độ cao 600-900
0
C):
6MePO
4
= (Me)
4
)
2
= Me
2
P
2
O
7
+ MeO ( Với kim loại hoá trị 2) (5)
Me
3
(PO
4
)
4
= 2MeP
2
O
7
+ MeO
2
( Với kim loại hoá trị 4 ) (6)
3Me
3
(PO
4
)
2
= Me
2
(CO
3
)
3
=x (Me)
4
(P
2
O
7
)
3
.(x+y)Me
2
O
3
+ 3yCO
2
(9)
9xMePO
4
+yMe
2
(CO
3
)
3
= x(Me)
5
2
O (11)
9xMePO
4
+2yMe(OH)
3
= x(Me)
5
(P
3
O
10
)
3
.(2x+y)2Me
2
O
3
+ 3yH
2
O (12)
Các phản ứng của các kim loại hoá tri 2 và 4 xảy ra tƣơng tự và còn có khả
năng xảy ra các phản ứng theo từng cặp. Điều này còn phụ thuộc vào hàm
lƣợng của các chất có trong dung dịch và còn phụ thuộc vào điều kiện diễn ra
phản ứng mà các phản ứng nào đó sẽ chiếm ƣu thế và đóng góp lớp vào thành
phần lớp phủ.
Ngoài các phản ứng hình thành lớp pyrophotphat diễn ra nhƣ trên. Khi ở
nhiệt độ cao còn diễn ra một quá trình tạo lớp màng oxit diễn ra trên bề mặt
tấm thép TC3:
3Fe + 2O
1.6.1. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử. [5,8]
Một chất khi hấp thụ năng lƣợng ở một giới hạn nào đó, sẽ kích thích điện
tử của phân tử. Ở trạng thái kích thích phân tử chỉ tồn tại 10
-8
giây nó lập tức
trở về trạng thái ban đầu và giải phóng năng lƣợng đã hấp thụ dƣới dạng ánh
sáng, hiện tƣợng này gọi là hiện tƣợng phát quang. Quá trình sinh ra phổ
huỳnh quang của phân tử là tổ hợp của hai quá trình hấp thụ và phát xạ huỳnh
quang của phân tử sau khi hấp thụ năng lƣợng kích thích. Khả năng tạo phức
của các nguyên tố đất hiếm với các thuốc thử hữu cơ là rất đa dạng và mạnh.
Đó là điều kiện thuận lợi cho phép xác định các nguyên tố đất hiếm bằng
phƣơng pháp hấp thụ phân tử. Có thể xác định các NTĐH bằng cách đo màu
trực tiếp trên các phức aqua của một số lantanoid mà không cần dùng tác
nhân tạo màu thứ cấp. Mặc dù dải hấp thụ của các lantanoid là khá rõ ràng
nhƣng độ hấp thụ phân tử của chúng lại không lớn nhƣ độ hấp thụ của các
phức màu thƣờng dùng trong phân tích trắc quang. Do đó khi xác định các
lantanoid và thori thƣờng đòi hỏi phải tạo phức của nguyên tố cần phải phân
tích với một thuốc thử hữu cơ có màu và đo sự biến đổi tính chất quang học
của nó. Chính sự dễ dàng và đơn giản của phƣơng pháp trắc quang đã khiến
ngƣời ta chọn nó để phân tích các mẫu địa chất. Song do phổ hấp thụ quang
của phức các NTĐH lại rất gần và xen phủ nhau. Để xác định riêng rẽ các
NTĐH bằng phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS phải kết hợp
với xử lý số liệu bằng phƣơng pháp toán thống kê, thí dụ phƣơng pháp phổ
đạo hàm, phƣơng pháp mạng nơtron nhân tạo (Luận văn của Nguyễn thị Minh
Phƣơng, của Nguyễn Đức Kỳ).Tuy nhiên hạn chế của phƣơng pháp này là
mắc sai số lớn khi thành phần mẫu phức tạp.
12
kích thích đám hơi nguyên tử đủ để nó bức xạ các ánh sáng đặc trƣng trong
nguồn phóng điện hồ quang hoặc tia lửa điện.
Ngƣời ta đã xác định Yttri và các Lantanoid bằng quang phổ phát xạ kích
thích bởi ngọn lửa oxit-axetylen. Với hệ thống kích thích này, phổ thu đƣợc
tƣơng đối đơn giản và cho độ nhạy tốt hơn so với quang phổ nguồn hồ quang
hoặc tia điện.
Trong các tài liệu xuất bản khoảng 50 năm trở lại đây có vô số các công
trình đề cập phân tích các NTĐH bằng phƣơng pháp quang phổ phát xạ. Các
13
phƣơng pháp này đƣợc áp dụng nhiều nhất trong thực tế kiểm tra nguyên liệu
đất hiếm (đá và khoáng vật), các bán thành phẩm và sản phẩm, cũng nhƣ các
chế phẩm tinh khiết của các kim loại đất hiếm riêng biệt. Bên cạnh một số
phƣơng pháp khác, phƣơng pháp quang phổ phát xạ đã thƣờng đƣợc dùng
thay thế phƣơng pháp rơnghen cổ điển. Ƣu điểm chủ yếu của phân tích quang
phổ phát xạ là có độ nhạy và độ chính xác khá cao, tính vạn năng và nhanh
chóng. Nhờ đó, ngƣời ta có thể đánh giá đƣợc tất cả các NTĐH ở dạng phân
tán và lƣợng vết, điều đó dẫn đến những bƣớc tiến quan trọng trong các đối
tƣợng tự nhiên. Làm giàu sơ bộ bằng con đƣờng hóa học cho phép tăng độ
nhạy các phƣơng pháp hóa quang phổ lên nhiều lần.
Đặc biệt sự ra đời của phổ phát xạ ICP trong vòng hơn hai chục năm gần
đây càng tăng thêm tính ƣu việt của AES. Với trang thiết bị hiện đại và nguồn
kích phổ mới (ICP), độ nhạy có thể đạt cỡ ng/mL đối với nhiều nguyên tố
bằng kỹ thuật ICP-AES.
Phƣơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử plasma cảm ứng (ICP-AES)
thuộc số các phƣơng pháp đặc hiệu nhất để xác định các NTĐH ở hàm lƣợng
vết. Mặc dù các lantanoid có tính chất hóa học rất giống nhau, phổ của chúng
Từ khi xuất hiện plasma cảm ứng với các tính năng và ƣu điểm về vận
hành hơn hẳn các nguồn hồ quang và tia điện thì một công cụ mới đã dần dần
đƣợc phát triển thành một tổ hợp ICP ghép với một khối phổ kế (ICP-MS).
Phƣơng pháp này ƣu việt ở chỗ có thể phát hiện đƣợc hầu hết các nguyên tố
trong bảng tuần hoàn.
ICP-MS đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu xác định lƣợng vết nhiều
nguyên tố khác nhau đặc biệt là nghiên cứu xác định lƣợng vết các NTĐH
trong nhiều đối tƣợng mẫu khác nhau. Pedreira W. R., DA Silva Queiroz C.
A., Abrao A., Pimentel M. M. đã nghiên cứu xác định nhiều các NTĐH trong
nhiều mẫu phục vụ nghiên cứu địa chất, các sản phẩm ứng dụng trong kỹ
thuật công nghệ cao nhƣ thuỷ tinh ôtô, xúc tác trong công nghiệp hoá dầu
Thông thƣờng ICP-MS là thiết bị có nhiều thuận lợi khi xác định lƣợng vết
các nguyên tố nhờ độ nhạy và độ phân giải rất cao của nó. Giới hạn phát hiện
của hệ thống ICP-MS là 0,2-8 pg/ml. Độ thu hồi từ 95% đến 100% tuỳ thuộc
vào từng các NTĐH khác nhau. Độ lệch tƣơng đối của phƣơng pháp dao động
từ 1,5-5%. Các tác giả đã thành công khi xác định các mẫu vật liệu tinh khiết
cao trong đó có mẫu galodini tinh khiết trên 99,99%. [39]
ICP-MS đã đƣợc sử dụng để nghiên cứu xác định tổng số 63 nguyên tố (kể
cả các phi kim và các NTĐH) trong nhiều loại rƣợu trắng từ các vùng xuất xứ
khác nhau. Phƣơng pháp phân huỷ mẫu bằng lò vi sóng và sử dụng Indi làm
chất nội chuẩn đã đƣợc nghiên cứu. [24]
Với lợi thế về độ nhạy và độ chọn lọc cao, ICP-MS cho phép xác định trực
tiếp các NTĐH trong nhiều mẫu và vật liệu tinh khiết cao. Phƣơng pháp cho
phép xác định tạp chất các NTĐH trong oxit erbi tinh khiết [46]. Giới hạn
phát hiện của phƣơng pháp là 0,005-0,017 ng/ml trong dung dịch và 0,002-
0,05 ng/g trong mẫu rắn [44]. Khi nghiên cứu xác định tạp chất các NTĐH
trong neodym oxit, Man He, Bin Hu, Zucheng Jiang và Yan Zeng đã sử dụng
D.I Shit {25} và các đồng sự đã áp dụng kỹ thuật gradient nồng độ nghiên
cứu điều kiện để tách 15 NTĐH trên cột siêu nhỏ, đƣờng kính 0,5mm nhựa
trao đổi ion TSKLS-212. Quá trình tách các NTĐH trong 18 phút, với thể tích
rửa giải 304 µl. Chất rửa giải là HIBA 0,4 M ở pH 3,1 đến 6,0.
Các kỹ thuật phân tích hiện đại xác định trực tiếp các NTĐH nhƣ ICP-
AES, ICP-MS, kích hoạt nơtron đã gặp nhiều khó khăn do ảnh hƣởng của nền
Uran, Charles A. Lucy và các đồng sự đã thành công trong việc dùng hai cột
sắc ký liên tiếp: Cột thứ nhất với kỹ thuật sắc ký pha ngƣợc loại toàn bộ U
nền, cột thứ hai (trao đổi ion) tách và xác định các NTĐH với việc sử dụng
detertor đo quang phức các NTĐH với asenazo III. Giới hạn phát hiện là
0,02μg/g U đối với Sm, Eu và Dy. 16
1.6.5.2. Phương pháp sắc ký điện di mao quản hiệu năng cao (HPCEC)
HPCEC là một kỹ thuật tách và xác định đồng thời các chất trong một hỗn
hợp dựa vào nguyên tắc của sự điện di trong mao quản có chứa dung dịch
đệm điện di và đƣợc điều khiển bằng lực điện trƣờng E do nguồn thế cao một
chiều áp vào hai đầu mao quản. Phƣơng pháp HPCEC ứng dụng có hiệu quả
cao trong việc tách, phân tích định tính, định lƣợng các chất khác nhau từ vô
cơ đến hữu cơ trong một hỗn hợp mẫu mà sắc ký cổ điển không đáp ứng đƣợc
nhƣ độ nhạy cao, phân tích nhanh, lƣợng mẫu ít. [7].
Mặc dù nguyên tắc cơ bản tách của điện di đã biết từ lâu nhƣng sự mở
rộng thực sự của phƣơng pháp này đặc bịêt trong sự phân tích các chất vô cơ
mới bắt đầu từ năm 1990 {40}.
Jandik {40} đã tách và xác định 24 ion vô cơ bằng phƣơng pháp gián tiếp chỉ
trong 5 phút gồm các kim loại kiềm, kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp và các
Lantanoid.
Copyright: Tài liệu đại học ©