Link tải luận văn miễn phí cho ae
Luận án TS. Hóa học phân tích -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích asen bằng phương pháp von-ampe hòa tan, sử dụng một loại điện cực AuFE mới, được chế tạo bằng kỹ thuật đơn giản, có độ lặp lại cao hơn AuFE truyền thống, với chi phí có thể chấp nhận được, phù hợp với điều kiện các phòng thí nghiệm ở Việt Nam để đáp ứng yêu cầu cấp bách về quan trắc chất lượng nước phục vụ sinh hoạt hiện nay. Nghiên cứu sử dụng một chất khử mới là natri dithionit (Na2S2O4) để khử AsV thành AsIII , nhằm áp dụng cho mục đích phân tích riêng các dạng asen vô cơ có trong mẫu nước bằng quy trình phân tích asen đã xây dựng được
MỞ ĐẦU
Asen (As) là nguyên tố hóa học phổ biến thứ 20 trong vỏ Trái đất, thứ 14
trong nƣớc biển và thứ 12 trong cơ thể con ngƣời [31]. Với một liều lƣợng nhỏ,
As là nguyên tố có tác dụng kích thích quá trình trao đổi chất, là thành phần của
một số loại dƣợc phẩm. Nhƣng ở nồng độ cao, As lại rất độc, độc tính thay đổi
theo liều lƣợng, mức oxy hóa và dạng tồn tại; trong đó, AsIII là dạng độc nhất,
độc hơn AsV 60 lần, các hợp chất asen vô cơ độc hơn asen hữu cơ 100 lần [31].
Hiện nay, tình trạng ô nhiễm asen trong nƣớc ngầm đã đƣợc phát hiện tại
hơn 70 quốc gia trên thế giới [95]. Ở Việt Nam, kết quả nghiên cứu cho thấy
nguồn nƣớc ngầm ở khu vực Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Hà Tây, Hƣng Yên,
Vĩnh Phúc, An Giang, Đồng Tháp bị nhiễm asen cao [6,[19]. Do đó, nhu cầu
phân tích đánh giá tình trạng ô nhiễm asen của các nguồn nƣớc là rất cấp bách.
Để xác định đƣợc hàm lƣợng của As một cách chính xác, đặc biệt là xác định
lƣợng vết As trong các mẫu môi trƣờng, cần có một quy trình phân tích đáng tin
cậy. Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam, để xác định lƣợng vết asen, ngƣời ta
thƣờng sử dụng các phƣơng pháp phổ nhƣ quang phổ hấp thụ nguyên tử không
ngọn lửa dùng lò graphit (GF-AAS), quang phổ hấp thụ nguyên tử hydrua hóa
(HG-AAS), quang phổ phát xạ nguyên tử plasma cặp cảm ứng (ICP-AES), khối
phổ plasma cặp cảm ứng (ICP-MS)…; phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
(HPLC) kết hợp ICP-MS; các phƣơng pháp phân tích điện hóa hòa tan nhƣ von
ampe hòa tan anot (ASV), von-ampe hòa tan catot (CSV)… [20].
Các phƣơng pháp phân tích phổ có ƣu điểm là có giới hạn phát hiện
(GHPH) thấp, độ nhạy cao, nhƣng thƣờng phải qua các giai đoạn làm giàu nhƣ
tách, chiết … nên quy trình phân tích phức tạp, hơn nữa do sử dụng thiết bị đắt
tiền nên chi phí phân tích cao.
Hiện nay, có nhiều công trình nghiên cứu áp dụng phƣơng pháp von-ampe
hòa tan để xác định lƣợng vết asen dùng các loại điện cực khác nhau nhƣ, điện
cực giọt thủy ngân treo (HMDE), điện cực màng thủy ngân (MFE), điện cực đĩa
vàng (AuE), điện cực màng vàng (AuFE), mảng siêu vi điện cực vàng (Au
UMEA)… với GHPH rất thấp.
Các phƣơng pháp von-ampe hòa tan có ƣu điểm là có thể phân tích đƣợc
asen với độ nhạy, GHPH tƣơng đƣơng với các phƣơng pháp phổ, nhƣng có quy
trình phân tích đơn giản, không phải làm giàu trƣớc khi phân tích; chi phí phân
tích thấp, do sử dụng các thiết bị rẻ tiền hơn các thiết bị phân tích phổ. Vì vậy,
các phƣơng pháp này rất thích hợp để áp dụng cho các phòng thí nghiệm ở Việt
Nam. Đáng chú ý hơn, là hiện nay trong nƣớc đang có các nhóm khoa học đã và
đang nghiên cứu, sản xuất nhiều thiết bị phân tích điện hóa đa chức năng có độ
nhạy ngày càng cao với giá thành thấp.
Trong số các phƣơng pháp von-ampe hòa tan, phƣơng pháp ASV dùng
điện cực màng vàng trên nền điện cực đĩa rắn than thủy tinh do có một số ƣu
điểm nhƣ quá thế hydro cao, tính thuận nghịch của phản ứng điện cực tốt trong
cả hai giai đoạn làm giàu và hòa tan, dễ chế tạo, nên đã đƣợc quan tâm nghiên
cứu và sử dụng ngày càng nhiều. Cho đến nay, AuFE chủ yếu đƣợc chế tạo bằng
kỹ thuật ex-situ (điện cực đƣợc chế tạo riêng trƣớc, sau đó cho vào dung dịch
phân tích để xác định asen) [34]. Mặc dù có những ƣu điểm đã nêu, nhƣng AuFE
có nhƣợc điểm cơ bản là cho kết quả đo có độ lặp lại thấp. Kết quả ghi Ip liên
tiếp trên cùng một điện cực thƣờng bị giảm nhanh [81,[108,[112,[117,[118].
Nhiều biện pháp khắc phục đã đƣợc áp dụng, nhƣng các kỹ thuật này nói chung
vẫn chƣa khắc phục đƣợc triệt để nhƣợc điểm trên của điện cực AuFE khi phân
tích AsIII, hay làm phức tạp quy trình phân tích và trong một số trƣờng hợp khó
thực hiện trên các thiết bị phân tích điện hóa thông dụng [14].
Gần đây, nhiều loại vi điện cực, mảng siêu vi điện cực, hay điện cực kim
cƣơng pha tạp và điện cực biến tính bằng hạt nano vàng đang đƣợc nghiên cứu
phát triển để xác định asen bằng phƣơng pháp điện hóa [25,[34,[35,[36,[37,[81,
[93,[103,[108,[125,[126]. Các loại điện cực mới này cho phép tăng đƣợc độ
nhạy và độ hồi phục của kết quả phân tích. Nhƣng chúng đều đang trong giai
đoạn nghiên cứu phát triển, chƣa đƣợc thƣơng mại hóa. Ngoài ra, kỹ thuật chế
tạo các điện cực kiểu mới thƣờng rất phức tạp, không phù hợp với điều kiện các
phòng thí nghiệm phân tích hóa học thông thƣờng.
Do không có hoạt tính điện hóa, nên để xác định đƣợc AsV trƣớc hết phải
khử về AsIII bằng chất khử thích hợp, sau đó xác định AsIII tạo thành. Việc lựa
chọn sử dụng tác nhân khử không những chỉ liên quan đến hiệu suất của quá
trình khử, mà còn có thể ảnh hƣởng đến các quá trình điện cực khi phân tích asen
bằng phƣơng pháp von-ampe hòa tan trên các điện cực khác nhau.
Xuất phát từ những vấn đề trên, luận án này tập trung nghiên cứu xây
dựng quy trình phân tích asen bằng phƣơng pháp von-ampe hòa tan, sử dụng một
loại điện cực AuFE mới, đƣợc chế tạo bằng kỹ thuật đơn giản, có độ lặp lại cao
hơn AuFE truyền thống, với chi phí có thể chấp nhận đƣợc, phù hợp với điều
kiện các phòng thí nghiệm ở Việt Nam để đáp ứng yêu cầu cấp bách về quan trắc
chất lƣợng nƣớc phục vụ sinh hoạt hiện nay.
Ngoài ra, luận án cũng tập trung nghiên cứu sử dụng một chất khử mới là
natri dithionit (Na2S2O4) để khử AsV thành AsIII, nhằm áp dụng cho mục đích
phân tích riêng các dạng asen vô cơ có trong mẫu nƣớc bằng quy trình phân tích
asen đã xây dựng đƣợc.
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
