NGHIÊN cứu PHÁT TRIỂN điện cực MÀNG VÀNG TRÊN nền CARBON PASTE CHO PHƢƠNG PHÁP VON AMPE hòa TAN ANOT xác ĐỊNH As(III) và as(v) TRONG nƣớc tự NHIÊN

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG TRÊN NỀN CARBON PASTE CHO PHƢƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN ANOT XÁC ĐỊNH As(III) VÀ As(V) TRONG NƢỚC TỰ NHIÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA PHÂN TÍCH HUẾ, NĂM 2022 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG TRÊN NỀN CARBON PASTE CHO PHƢƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN ANOT XÁC ĐỊNH As(III) VÀ As(V) TRONG NƢỚC TỰ NHIÊN Ngành: HĨA PHÂN TÍCH Mã số: 9440118 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA PHÂN TÍCH Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS HOÀNG THÁI LONG TS ĐẶNG VĂN KHÁNH HUẾ, NĂM 2022 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Lê Thị Kim Dung iii LỜI CÁM ƠN Luận án hồn thành Phịng thí nghiệm Hóa Phân tích, Bộ mơn Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Với lịng biết ơn chân thành, tơi xin cảm ơn PGS TS Hoàng Thái Long TS Đặng Văn Khánh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực luận án Xin chân thành cảm ơn Q Thầy Cơ Bộ mơn Hóa Phân tích, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; Ban Giám hiệu Bộ mơn Hóa học – Lý sinh, Khoa Cơ bản, Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế tận tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thành viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt trình thực luận án iv MỤC LỤC Trang MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .xii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ ASEN 1.1.1 Sơ lƣợc asen 1.1.2 Nguồn phát sinh asen môi trƣờng 1.1.3 Độc tính asen 1.1.4 Ô nhiễm asen nƣớc dƣới đất 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LƢỢNG VẾT ASEN TRONG NƢỚC TỰ NHIÊN 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Một số phƣơng pháp phổ thông dụng 1.2.3 Phƣơng pháp von-ampe hòa tan 12 1.3 KẾT LUẬN CHUNG 30 Chƣơng NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 32 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.2.1 Tiến trình thí nghiệm phƣơng pháp von-ampe hòa tan .33 2.2.2 Phƣơng pháp đánh giá độ tin cậy phƣơng pháp phân tích 37 2.2.3 Cơng cụ phân tích thống kê 40 2.3 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 42 2.3.1 Thiết bị dụng cụ 42 2.3.2 Hóa chất 43 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 44 v 3.1 KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH VON-AMPE HỊA TAN BẰNG PHƢƠNG PHÁP VON-AMPE VÒNG 44 3.1.1 Xác định diện tích bề mặt hoạt động điện cực 44 3.1.2 Đặc tính von-ampe hòa tan asen 46 3.2 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH As(III) VỚI ĐIỆN CỰC KIM CƢƠNG PHA TẠP BO MÀNG VÀNG VÀ ĐIỆN CỰC THAN NHÃO MÀNG VÀNG .55 3.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng thành phần đến tín hiệu hịa tan asen 57 3.2.2 Ảnh hƣởng số thông số kỹ thuật von-ampe xung vi phân đến Ip 64 3.2.3 Ảnh hƣởng tốc độ quay điện cực 66 3.2.4 Ảnh hƣởng thời gian điện phân làm giàu 68 3.2.5 Ảnh hƣởng thời gian làm 72 3.2.6 Ảnh hƣởng chất cản trở 74 3.2.7 Đánh giá độ tin cậy phƣơng pháp 79 3.2.8 Quy trình phân tích As(III) phƣơng pháp DP-ASV AuFE/CP môi trƣờng HCl 86 3.3 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH As(V) VỚI AuFE/CP TRONG MÔI TRƢỜNG Na2SO3 87 3.3.1 Khảo sát ảnh hƣởng thành phần đến tín hiệu hòa tan asen 88 3.3.2 Ảnh hƣởng số thông số kỹ thuật von-ampe xung vi phân 92 3.3.3 Ảnh hƣởng tốc độ quay điện cực 93 3.3.4 Ảnh hƣởng thời gian điện phân làm giàu 94 3.3.5 Ảnh hƣởng thời gian làm 97 3.3.6 Ảnh hƣởng chất cản trở 98 3.3.7 Đánh giá độ tin cậy phƣơng pháp 103 3.4 PHÂN TÍCH HỖN HỢP As(III) VÀ As(V) VỚI AuFE/CP TRONG MÔI TRƢỜNG Na2SO3 106 3.4.1 Điều kiện thích hợp để xác định As(V) 107 3.4.2 Ảnh hƣởng nồng độ Au in situ 108 3.4.3 Ảnh hƣởng thời gian điện phân làm giàu 111 vi - 3.4.4 Ảnh hƣởng ion Cl HCO3 3.4.5 Đánh giá độ tin cậy phƣơng pháp 3.4.6 Quy trình phân tích trực tiếp As(III) As(V) phƣơng pháp DPASV AuFE/CP môi trƣờng Na2SO3 3.5 SO SÁNH CÁC PHƢƠNG PHÁP VON-AMPE ANOT XÁC ĐỊNH ASEN 3.6 PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ 3.6.1 Chuẩn bị mẫu 3.6.2 Kiểm sốt chất lƣợng quy trình phân tích 3.6.3 Kết phân tích As(III), As(V) mẫu nƣớc tự nhiên KẾT LUẬN DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TT Viết tắt AA As ASV AuFE BDDE CPE CSV CV DP 10 Edep 11 Efilm-dep 12 Eclean 13 14 Ip LOQ 15 LOD 16 Rev 17 rpm 18 RSD 19 SV 20 SW 21 tdep 22 tclean 23  24 ω 25 ∆Epulse viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Ơ nhiễm asen tồn cầu nƣớc dƣới đất Bảng 1.2 So sánh giới hạn phát asen số phƣơng pháp phân tích 11 Bảng 1.3 Các điều kiện để xác định As(V) điện cực vàng phƣơng pháp von-ampe hòa tan anot 18 Bảng 3.1 Kết xác định diện tích bề mặt hoạt động A điện cực 46 Bảng 3.2 Các điều kiện để chế tạo AuFE ex situ 56 Bảng 3.3 Các điều kiện thí nghiệm cố định ban đầu để khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến tín hiệu hịa tan anot asen 57 Bảng 3.4 Kết xác định Ip asen AuFE/BDD AuFE/CP nồng độ HCl khác 58 Bảng 3.5 Kết xác định Ip asen AuFE/BDD AuFE/CP nồng độ CAu–in khác 60 Bảng 3.6 Kết xác định Ip asen AuFE/BDD AuFE/CP nồng độ axit ascobic khác 62 Bảng 3.7 Kết xác định Ip asen với ∆Epulse khác AuFE/BDD AuFE/CP 64 Bảng 3.8 Kết xác định Ip asen với các khác AuFE/BDD AuFE/CP 65 Bảng 3.9 Kết xác định Ip asen với các khác AuFE/BDD AuFE/CP 67 Bảng 3.10 Kết xác định Ip asen AuFE/BDD AuFE/CP với Edep khác 69 Bảng 3.11 Kết xác định Ip asen với tdep khác AuFE/BDD AuFE/CP 71 Bảng 3.12 Kết xác định Ip asen với Eclean khác AuFE/BDD AuFE/CP 72 U (V) Phụ lục 11 Kết xác định Ip asen với thời gian làm khác AuFE/CP Phụ lục 11.1 Kết xác định Ip asen với làm khác AuFE/CP Eclean (mV) Ip (μA) Phụ lục 11.2 Kết xác định Ip asen với thời gian làm khác AuFE/CP tclean (s) Ip(µA) Phụ lục 12 Kết xác định Ip As(III) nồng độ Au(III) khác có Mn(II) dung dịch AuFE/CP CAu (mg/L) (1) - dung dịch không chứa Mn(II) 0,2 mg/L (2) - dung dịch có chứa Mn(II) 0,2 mg/L Ip(µA) (1) Ip(µA) (2) - Ảnh hƣởng Cl , HCO3 CHCO3-(M) Ip(µA) CCl- (g/L) Ip(µA) CCl- (g/L) Ip(µA) Phụ lục 13.2 Ảnh hƣởng Triton X-100, Trilon B đến Ip asen 40.0u I (A) 30.0u 20.0u 10.0u -1.00 Phụ lục 14 Độ lặp lại xác định As(V) As(III) phƣơng pháp DP-ASV AuFE/CP STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Phụ lục 15 Chứng vật liệu so sánh đƣợc cấp chứng CASS-6 Phụ lục 16 Kết phân tích mẫu MC1, MC2 NN01–NN07 phƣơng pháp GF-AAS Phụ lục 17 Các đƣờng DP-ASV phân tích As(V) mẫu thực tế phƣơng pháp DP-ASV sử dụng điện cực AuFE/CP 25.0u 25.0u 20.0u 20.0u I (A) I (A) 15.0u 15.0u 10.0u 10.0u 5.00u 5.00u U (V) U (V) 25.0u 25.0u 20.0u 15.0u 15.0u I (A) I (A) 20.0u 10.0u 10.0u 5.00u 5.00u U (V) U (V) 25.0u 20.0u 20.0u 15.0u I (A) I (A) 15.0u 10.0u 10.0u 5.00u 5.00u U (V) I (A) I (A) U (V) I (A) I (A) U (V) U (V) Phụ lục 18 Các đƣờng DP-ASV phân tích As(III) mẫu thực tế phƣơng pháp DP-ASV sử dụng điện cực AuFE/CP 25.0u 20.0u 15.0u 15.0u 10.0u I (A) I (A) 20.0u 10.0u 5.00u 5.00u U (V) -1.00 25.0u I (A) 20.0u I (A) 15.0u 10.0u 5.00u -1.00 I (A) 20.0u I (A) 15.0u 10.0u 5.00u U (V) -1.00 I (A) I (A) U (V) 25.0u 20.0u I (A) 15.0u 10.0u 5.00u U (V) U (V) ... KHOA HỌC LÊ THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG TRÊN NỀN CARBON PASTE CHO PHƢƠNG PHÁP VON- AMPE HÒA TAN ANOT XÁC ĐỊNH As(III) VÀ As(V) TRONG NƢỚC TỰ NHIÊN Ngành: HĨA PHÂN TÍCH... vào thực tế Xuất phát từ vấn đề trên, lựa chọn thực đề tài luận án: “NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG TRÊN NỀN CARBON PASTE CHO PHƢƠNG PHÁP VON- AMPE HÒA TAN ANOT XÁC ĐỊNH As(III) VÀ As(V). .. phƣơng pháp von- ampe hòa anot tan xung vi phân HCl axit ascobic - Phát triển đƣợc điện cực màng vàng ex-in situ than nhão để xác định As(III) As(V) vô nƣớc tự nhiên phƣơng pháp von- ampe hòa tan anot