ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN HẢI PHONG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CADMI
TRONG MỘT SỐ MẪU MÔI TRƯỜNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP
VON-AMPE HÒA TAN HẤP PHỤ LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TS. TỪ VỌNG NGHI
2. PGS. TS. NGUYỄN VĂN HỢP
HÀ NỘI - 2011
1
MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 4
DANH MỤC CÁC BẢNG 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9
MỞ ĐẦU 13
Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 16
1.1. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN HẤP
PHỤ 16
1.1.1. Nguyên tắc của phương pháp von-ampe hòa tan hấp phụ 17
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 49
3.1. NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA VÀ THÀNH PHẦN
PHỨC CHẤT 49
3.1.1. Lựa chọn dung dịch đệm và thuốc thử tạo phức 49
3.1.2. Đặc tính von-ampe hòa tan hấp phụ của Cd 51
3.1.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích điện hóa 53
3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN TÍN
HIỆU HÒA TAN CỦA Cd 57
3.2.1. Lựa chọn điện cực làm việc 57
3.2.2. Lựa chọn kỹ thuật đo tín hiệu hòa tan 59
3.2.3. Ảnh hưởng pH của dung dịch đệm Tris 61
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ đệm Tris 62
3.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ ion Bi(III) tạo màng in situ 63
3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ 2-MBT 64
3.2.7. Ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu 65
3.2.8. Ảnh hưởng của thời gian điện phân làm giàu 67
3.2.9. Ảnh hưởng của thế hấp phụ làm giàu 68
3.2.10. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ làm giàu 69
3.2.11. Ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật von-ampe sóng vuông 70
3
3.2.12. Ảnh hưởng của các chất cản trở 74
3.2.13. Ảnh hưởng của chế độ làm sạch bề mặt điện cực làm việc 78
3.2.14. Nghiên cứu biến tính điện cực BiFE bằng Nafion 80
3.2.15. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp SW-AdSV 86
3.2.16. Kết luận phần nghiên cứu phương pháp von-ampe hòa tan hấp
phụ 88
3.3. NGHIÊN CỨU TÁCH VÀ LÀM GIÀU Cd BẰNG KỸ THUẬT
CHIẾT PHA RẮN 89
3.3.1. Kiểm soát chất lượng phương pháp DP-ASV dùng điện cực
8 Điện cực màng bitmut Bismuth Film Electrode BiFE
9 Điện cực màng thuỷ ngân Mercury Film Electrode MFE
10 Điện cực làm việc Working Electrode WE
11 Điện thế thời gian Chronopotentiometric CP
12 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S
13 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Deviation RSD
14 Độ thu hồi
Recovery
Rev
15 Giới hạn định lượng Limit of quantification LOQ
16 Giới hạn phát hiện Limit of detection LOD
17
Nhóm chức
iminodiacetic axit
IminoDiacetic Acid
IDA
18 Nồng độ phần triệu Part per million ppm
19 Nồng độ phần tỷ Part per billion ppb
20 Nước biển tổng hợp Synthetic Sea Water NBTH
21 Oxy hòa tan Dissolve Oxygen DO
22 Sai số tương đối Relative Error Re
23 Sóng vuông Square Wave SW
24 Tần số xung vuông Frequency f
25 Than thủy tinh Glassy carbon GC
26 Thế đỉnh Peak potential E
p
6
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Khoảng thế làm việc của điện cực BiFE ở các pH khác nhau 24
Bảng 1.2. Hàm lượng của Cd trong một số mẫu môi trường 33
Bảng 1.3. Tỷ lệ bị ô nhiễm Cd trong các ngành công nghiệp khác nhau 33
Bảng 1.4. Một số phương pháp phân tích quang phổ xác định Cd 34
Bảng 1.5. Một số phương pháp phân tích điện hóa xác định Cd 36
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát các loại đệm và phối tử tạo phức khác nhau 50
Bảng 3.2. Sự thay đổi của I
p,c
(nA), E
p,c
(V) và E
p,a
(V) theo tốc độ quét thế 55
Bảng 3.3. Các giá trị ∆E
p
∗
(V) đối với các nồng độ Cd(II) khác nhau 56
Bảng 3.4. Kết quả giá trị E
p
và I
p
của Cd đối với điện cực BiFE và MFE 58
Bảng 3.5. Kết quả xác định I
p
và độ lặp lại của I
Dep
đến I
p
và E
p
của Cd 66
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của t
Dep
đến I
p
và E
p
của Cd 67
Bảng 3.12. Ảnh hưởng của E
Ad
đến I
p
và E
p
của Cd 68
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của t
Ad
đến I
p
và E
p
của Cd 70
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của f đến I
p
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của nồng độ Nafion đến I
p
và E
p
của Cd 81
Bảng 3.22. Giá trị I
p
trong trường hợp biến tính và không biến tính điện cực 83
Bảng 3.23. Các điều kiện thí nghiệm thích hợp để xác định Cd bằng
phương pháp SW-AdSV sử dụng điện cực BiFE-bt và phối tử
tạo phức 2-MBT 85
Bảng 3.24. Hệ số tương quan (r), độ nhạy (b, hệ số góc), LOD và LOQ của
phương pháp SW-AdSV dùng điện cực BiFE-bt 87
Bảng 3.25. Các giá trị I
p,TB
và độ lệch chuẩn ở các giá trị nồng độ Cd(II)
khác nhau 87
Bảng 3.26. Giá trị của I
p
của Cd trong khoảng nồng độ Cd(II) từ 0 đến 10
ppb 90
Bảng 3.27. Kết quả xác định độ đúng của phương pháp DP-ASV 90
Bảng 3.28. Kết quả xác định nồng độ Cd(II) (ppb) trong mẫu trắng 91
Bảng 3.29. Kết quả xác định nồng độ Cd(II) (ppb) trong mẫu nước biển
tổng hợp 91
Bảng 3.30. Giá trị sai số tương đối ở các pH khác nhau của dung dịch mẫu 92
Bảng 3.31. Giá trị sai số tương đối ở các giá trị tốc độ mẫu qua cột 93
Bảng 3.32. Giá trị sai số tương đối ở các chế độ tiền rửa giải khác nhau 94
Bảng 3.33. Giá trị sai số tương đối ở các tốc độ dung dịch rửa giải khác
nhau 95
Hình 1.1. Sơ đồ phân loại các phương pháp phân tích điện hóa hòa tan 16
Hình 1.2. Diễn biến thế trên WE theo thời gian trong quá trình hấp phụ làm
giàu hai giai đoạn trong phương pháp DP-AdSV 20
Hình 1.3. Công thức cấu tạo của 2-MBT 22
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của Nafion 25
Hình 1.5. Cấu tạo của điện cực màng kim loại biến tính bằng Nafion 26
Hình 1.6. Các bước trong kỹ thuật SPE ở điều kiện động 28
Hình 1.7. Sơ đồ tự động hóa sử dụng kỹ thuật SPE để tách và làm giàu
kim loại và xác định bằng phương pháp phân tích phổ 29
Hình 1.8. Công thức cấu tạo của nhóm chức IDA 30
Hình 1.9. Các dạng tồn tại của nhựa Chelex-100 ở các giá trị pH khác nhau
và các hằng số axit của chúng 31
Hình 3.1. A) I
p
của Cd với các phối tử tạo phức và dung dịch đệm khác nhau;
B) Các đường von-ampe hòa tan của Cd với thuốc thử 2-MBT 50
Hình 3.2. A) Các đường CVS của Cd; B) Các đường DP-AdSV của Cd 52
Hình 3.3. Các đường CVS của Cd; A) Làm giàu 1 giai đoạn;
B) Làm giàu 2 giai đoạn 53
Hình 3.4. Các đường CVS của Cd sau các lần thêm chuẩn 54
Hình 3.5. Các đường DP-AdSV của Cd ở các nồng độ 2-MBT khác nhau 56
Hình 3.6. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn sự phụ thuộc của 1/I
p
vào 1/C
2-MBT
56
Hình 3.7. Các đường von-ampe hòa tan đo lặp lại của Cd 58
Hình 3.8. Các đường von-ampe hòa tan của Cd sau 3 lần thêm chuẩn 58
Hình 3.9. Các đường von-ampe hòa tan của Cd sau 4 lần thêm chuẩn 60
= 400 ppb 64
Hình 3.13. A) Ảnh hưởng của C
2-MBT
đến I
p
của Cd với C
Cd(II)
= 4,0 ppb;
B) Các đường von-ampe hòa tan của Cd sau các lần thêm chuẩn
ở C
2-MBT
= 50 µM 65
Hình 3.14. A) Ảnh hưởng của E
Dep
đến I
p
của Cd với C
Cd(II)
= 3,0 ppb;
B) Các đường von-ampe hòa tan của Cd sau các lần thêm chuẩn
ở E
Dep
= -1200 mV 66
Hình 3.15. A) Ảnh hưởng của t
Dep
đến I
p
của Cd với C
Cd(II)
= 6,0 ppb;
Cd(II)
= 7,5 ppb; B) Các đường von-ampe
hòa tan của Cd sau các lần thêm chuẩn ở f = 120 Hz 72
Hình 3.19. A) Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa
I
p
của Cd vào ∆E ở C
Cd(II)
= 7,5 ppb; B) Các đường von-ampe
hòa tan của Cd sau các lần thêm chuẩn ở ∆E = 50 mV 73
Hình 3.20. A) Ảnh hưởng của v đến I
p
của Cd ở C
Cd(II)
= 7,5 ppb;
11
B) Các đường von-ampe hòa tan của Cd sau các lần thêm chuẩn
ở v = 60 mV/s 74
Hình 3.21. Các đường von-ampe hòa tan của Cd ở nồng độ Fe(III) khác nhau 77
Hình 3.22. A) Ảnh hưởng của C
Nafion
đến I
p
của Cd ở C
Cd(II)
= 5,0 ppb;
B) Các đường von-ampe hòa tan của Cd sau các lần thêm chuẩn
ở C
Nafion
SW-AdSV dùng BiFE-bt 102
Hình 3.32. Quy trình phân hủy mẫu trầm tích sông, tách loại ion Fe(III) bằng
kỹ thuật SPE và xác định C
Cd(II)
bằng phương pháp SW-AdSV
dùng BiFE-bt. 104
12
Hình 3.33. Các đường von-ampe hòa tan của Cd; A) đối với phương pháp
DP-ASV dùng MFE; B) đối với phương pháp SW-AdSV
dùng BiFE-bt 107
Hình 3.34. Các đường von-ampe hòa tan của Cd đối với mẫu N-BTA (đợt 1);
A) của TN1; B) của TN2 108
Hình 3.35. Các đường von-ampe hòa tan của Cd; A) đối với phương pháp
DP-ASV dùng MFE; B) đối với phương pháp SW-AdSV
dùng BiFE-bt 112
Hình 3.36. Các đường DP-ASV của Cd sau các lần thêm chuẩn của
“Mẫu chuẩn” 114
Hình 3.37. Các đường SW-AdSV của Cd sau các lần thêm chuẩn của
“Mẫu chuẩn” 114
Hình 3.38. Các đường DP-ASV của Cd sau các lần thêm chuẩn của
mẫu TT-BV 116
Hình 3.39. Các đường SW-AdSV của Cd sau các lần thêm chuẩn của
mẫu TT-BV 116
13
M
Ở ĐẦU
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình công nghiệp hóa, chất thải công
Mặt khác, hiện nay ở Việt Nam đã có nhiều nhà nghiên cứu khoa học đã và đang
chế tạo ra các thiết bị phân tích điện hóa đa năng có độ nhạy cao và giá thành thiết
bị rẻ. Điều này càng nâng cao tính khả thi của phương pháp phân tích điện hóa
trong các phòng thí nghiệm ở nước ta.
Trong các phương pháp SV, phương pháp von-ampe hòa tan hấp thụ (AdSV)
được xem là phương pháp có triển vọng nhất hiện nay, có thể cho phép xác định
được hơn 60 kim loại và hàng trăm hợp chất hữu cơ [14, 77, 103]. Nhưng để góp
phần phát triển phương pháp AdSV xác định các kim loại nói chung và Cd nói
riêng, cần định hướng nghiên cứu về các vấn đề sau:
- Thứ nhất là tìm ra và lựa chọn được một phối tử tạo phức mới.
- Thứ hai là điện cực làm việc (WE). Các WE thường dùng là điện cực giọt
thủy ngân treo (HMDE), điện cực giọt thủy ngân tĩnh (SMDE), điện cực màng thủy
ngân (MFE). Tuy nhiên, do độc tính cao của thủy ngân nên ngày nay có xu hướng
tìm kiếm và phát triển các loại điện cực khác thay thế. Trên thế giới và ở Việt Nam
đã có những công trình nghiên cứu phát triển các điện cực làm việc phi thủy ngân
(không dùng thủy ngân kim loại hoặc muối thủy ngân), vi điện cực, điện cực biến
tính,… và gần đây là điện cực màng bitmut (BiFE). Một trong những ưu điểm của
điện cực BiFE là không gây ô nhiễm nên được xem là điện cực “thân thiện với môi
trường” [41, 71, 88, 131]. Như vậy, nếu phát triển được phương pháp AdSV dùng
điện cực BiFE để xác định lượng vết Cd sẽ không chỉ góp phần làm giảm chi phí
phân tích và chi phí thiết bị, mà còn góp phần đưa vào ứng dụng một loại điện cực
mới - điện cực phi thủy ngân cho phương pháp AdSV. Mặc dù có những ưu điểm
trên, song nó vẫn có một số nhược điểm là dễ tạo thành hợp chất gian kim loại trên
bề mặt điên cực, độ nhạy chưa cao, sự tách đỉnh hòa tan chưa tốt và ảnh hưởng
mạnh của chất hoạt động bề mặt. Gần đây, có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng
điện cực làm việc được biến tính bằng Nafion đã khắc phục được các nhược điểm
đó [29, 42, 132, 140].
15
Một điều rất đáng quan tâm và không thể thiếu trong quy trình phân tích là
định hàm lượng Cd trong một số mẫu môi trường.
16
Chương 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN HẤP PHỤ
Phương pháp phân tích điện hóa hòa tan (Stripping Analysis – SA) là một
trong các phương pháp phân tích điện hóa được phát triển mạnh mẽ từ thập kỷ 60
của thế kỷ 20 khi mà Kemula W. chế tạo thành công điện cực giọt thủy ngân treo
(HMDE) [129]. Chính từ mốc thời gian này mà một số thuật ngữ trong phân tích
điện hóa ra đời, như: phân tích hòa tan, von-ampe hòa tan,… mà trước đó chỉ sử
dụng thuật ngữ “phân tích cực phổ” khi dùng điện cực giọt thủy ngân rơi (DME).
Như vậy, phân tích điện hóa hòa tan là gì ? và việc phân loại các phương pháp phân
tích điện hóa hòa tan như thế nào ?
Theo Wang J. [129, 130] cho rằng phân tích điện hóa hòa tan là một nhóm các
phương pháp phân tích điện hóa trong đó chất cần phân tích được làm giàu trên bề
mặt của điện cực làm việc (WE). Sau đó, chất cần phân tích được hòa tan và đo tín
hiệu điện hóa của sự hòa tan.
Với khái niệm như vậy, Wang J. đã phân loại các phương pháp phân tích điện
hóa hòa tan như sau:
Hình 1.1. Sơ đồ phân loại các phương pháp phân tích điện hóa hòa tan.
hóa (CO-SP)
Hòa tan đo thế
-dòng không
đổi (CC-SP)
17
- Von-ampe hòa tan (Stripping Voltammetry - SV): dòng hòa tan là hàm của
thế trên điện cực làm việc, i = f(E).
- Hòa tan đo thế (Stripping Potentiometry - SP): thế trên điện cực làm việc là
hàm của thời gian, E = f(t).
Sau đây, sẽ giới thiệu chung về phương pháp von-ampe hòa tan hấp phụ
(Adsorptive Stripping Voltammetry – AdSV).
1.1.1. Nguyên tắc của phương pháp von-ampe hòa tan hấp phụ
Quy trình phân tích theo phương pháp AdSV cũng được thực hiện qua hai giai
đoạn: giai đoạn làm giàu và giai đoạn hòa tan [35, 103, 129, 130, 131].
1.1.1.1. Giai đoạn làm giàu
Trong giai đoạn làm giàu, xảy ra hai quá trình là quá trình tạo phức chất và
quá trình hấp phụ. Phức chất giữa ion kim loại và phối tử tạo phức hình thành trong
dung dịch phân tích và được hấp phụ lên bề mặt WE, do vậy chất phân tích được
làm giàu. Hai quá trình đó có thể xảy ra gần như đồng thời hoặc một trong hai quá
trình sẽ xảy ra trước. Trong giai đoạn này, thế trên WE được giữ cố định trong một
thời gian thích hợp và dung dịch được khuấy trộn đều với tốc độ không đổi. Kết
thúc giai đoạn này, ngừng khuấy để dung dịch yên tĩnh trong khoảng 15 ÷ 30 s.
Cơ chế của quá trình hấp phụ làm giàu: nếu trong dung dịch chất điện ly, ion
kim loại M
n+
tạo phức với phối tử L tạo thành phức chất ML
x
n+
(giả sử L là phối tử
đây là quá trình hóa học:
M
n+
(dd) + xL (hp) ML
x
n+
(hp) (1.4)
Nếu tốc độ của hai quá trình hấp phụ và hóa học tương đương nhau thì sự hấp
phụ và tạo phức xảy ra đồng thời, và do vậy rất khó phân biệt.
3) Ion kim loại M
n+
không tạo phức với phối tử L, mà sản phẩm của quá trình
oxi hóa hoặc khử điện hóa của nó mới tạo phức với phối tử L. Trường hợp này,
thường xảy ra với các kim loại đa hóa trị như: Co, Cr, V, Ti, Mo, U, As, Fe…
M
n+
(dd) ± me
–
M
n±m
(dd) (1.5)
M
n±m
(dd) + xL (dd) ML
x
n±m
(dd) (1.6)
ML
x
n±m
pháp được gọi là von-ampe hòa tan hấp phụ sóng vuông (SW-AdSV).
Quá trình hòa tan có thể xảy ra theo một trong ba cơ chế sau [35, 103]:
1) Khử ion kim loại trong phức chất:
19
ML
x
n+
(hp) + me
–
M
(n–m)+
+ xL (1.11)
hoặc, ML
x
n+
(hp) + me
–
ML
x
(n–m)+
(1.12)
Cơ chế này thường dùng để xác định trực tiếp ion kim loại M
n+
[50].
2) Khử phối tử trong phức chất:
ML
x
n+
(hp) + pe
+
+ 2e
-
H
2
(ML
x
n+
làm xúc tác)
(1.15)
Hoặc kim loại đóng vai trò xúc tác cho quá trình khử hydro trong nhóm thiol
(-SH) của phối tử hữu cơ. Thường dùng để xác định trực tiếp kim loại M
n+
hoặc các
chất hữu cơ có chứa S hoặc N [50].
Với nguyên tắc được trình bày ở trên có thể thấy rằng trong giai đoạn làm
giàu, chất phân tích được làm giàu trên WE nhờ quá trình hấp phụ phức chất
(ML
x
n+
) lên bề mặt WE. Cách làm giàu như vậy được gọi là hấp phụ làm giàu một
giai đoạn (hay hấp phụ làm giàu truyền thống).
Để nâng cao độ nhạy của phương pháp AdSV, một số tác giả đã đề xuất một
cách làm giàu khác với cách truyền thống [23, 35, 101, 107, 109, 128]. Theo cách
này, quá trình hấp phụ làm giàu xảy ra theo hai giai đoạn: giai đoạn thứ nhất là điện
phân làm giàu ở thế xác định (E
Dep
) trong một thời gian xác định (t
Dep
tử L có sẵn trong lớp dung dịch sát bề mặt WE tạo thành phức chất ML
x
n+
và phức
này hấp phụ ngay lên bề mặt WE và do vậy, kim loại cần phân tích được làm giàu
trên bề mặt WE. Các phản ứng xảy ra như sau:
M
o
/WE - ne
-
M
n+
/WE (1.18)
M
n+
/WE + xL (dd) ML
x
n+
(dd)/WE ML
x
n+
(hp)/WE (1.19)
Cách làm giàu như vậy được gọi là hấp phụ làm giàu hai giai đoạn. Biến thiên
thế trên WE theo thời gian trong trường hợp này được chỉ ra ở Hình 1.2.
Ad
t
rest
t (phút)
+
Ngừng khuấy
∆
E
t
pulse
t
step
U
step
21
Nhưng theo một số tác giả [13, 46, 58] cho rằng, một số kim loại (thí dụ
cadmi) rất dễ bị oxy hóa thành ion Cd(II) và tạo phức rất nhanh, bền với phối tử L
thành CdL
x
, đồng thời hấp phụ ngay lên bề mặt WE. Trong trường hợp đó, việc kéo
dài thời gian hấp phụ (t
Ad
) có thể làm giảm hiệu quả làm giàu, do phức CdL
x
M ÷ 10
-12
M [66, 117, 143];
- Phương pháp AdSV có thể loại trừ được ảnh hưởng của các yếu tố cản trở
bằng cách chọn các điều kiện thí nghiệm thích hợp như: thành phần nền, pH, thế
điện phân làm giàu và thế hấp phụ làm giàu,
1.1.3. Phối tử tạo phức dùng trong phương pháp AdSV
Phối tử tạo phức là một trong những yếu tố quyết định đến độ nhạy và độ chọn
lọc của phương pháp AdSV. Những phối tử tạo phức dùng để xác định các kim loại
22
nói chung và Cd nói riêng thường là các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn,
thường lớn hơn 150 đ.v.C. Các phối tử hữu cơ dùng trong phương pháp AdSV gồm
hai nhóm:
- Nhóm các phối tử có chứa các nguyên tử N và O như: dimethylglyoxim
(DMG) [82, 83], 8-oxyquinoline (oxine) [18, 24], thymolphthalexone (TPN) [19],
xylenol orange (XO) [45], 2-acetylpyridine salicyloythydrazone (APSH) [59],
calcein blue (CB) [10],…
- Nhóm các phối tử có chứa các nguyên tử N và S (nhóm thiol - SH), chẳng
hạn như: 1-[(2S)-3mercapto-2-methylpropionyl]-L-praline (CPL) [58], 4-amino-5-
methyl-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazol-3-tion (MMTT) [113], 2-mercapto-5-phenyl-
ammino-1',3,4-thiadiazole (MPATD) [119], 5-Phenyl-1,2,4-Triazo-3-Tion (PTT)
[114],…
Trong một số trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp phối tử tạo phức như:
DMG và Catechol [34], DMG và Oxin [35],…
Sự có mặt của điện tử π, vòng thơm và các nhóm chức khác trong công thức
cấu tạo của phối tử có thể làm tăng quá trình hấp phụ [58, 119].
Thông thường, các phối tử dùng trong phương pháp AdSV, đặc biệt là các
phối tử có chứa nhóm thiol tương tác khá mạnh với các kim loại mềm như thủy
màng thủy ngân – MFE), nên trong vài thập niên qua, nhiều công trình nghiên cứu
đã tập trung tìm kiếm các kim loại thay thế thủy ngân. Trong các kim loại đó,
bitmut là kim loại được ưa dùng do bitmut là kim loại thân thiện với môi trường.
Điện cực màng bitmut (BiFE) được nghiên cứu và phát triển từ năm 2000 đến nay
[5, 7, 41, 63, 71, 88, 131].
Tương tự như điện cực MFE, điện cực BiFE cũng được chế tạo theo kiểu in
situ hoặc ex situ. Các nghiên cứu tập trung vào hai phương pháp ASV và AdSV.
Có 3 phương pháp để chế tạo màng bitmut [41, 88]:
Điện cực màng bitmut ex situ thường được tạo ra bằng cách điện phân dung
dịch Bi(III) có nồng độ từ 5 đến 200 ppm trong môi trường đệm axetat (pH ∼ 4,5) ở
thế khoảng –500 ÷ –1200 mV trong thời gian từ 1 đến 8 phút trên điện cực đĩa than
thủy tinh khi đó điện cực được quay với tốc độ không đổi [69, 75, 88].
Điện cực màng bitmut in situ được tạo ra bằng cách điện phân dung dịch
Bi(III) nồng độ khoảng 400 ÷ 1000 ppb (Bi(III) được thêm trực tiếp vào dung dịch
phân tích). Màng bitmut in situ được tạo thành ngay trong quá trình điện phân làm
giàu chất phân tích [8, 20, 107, 110].
Copyright: Tài liệu đại học ©