NGHIÊN cứu PHÁT TRIỂN điện cực MÀNG VÀNG – ĐỒNG để xác ĐINḤ LƯỢNG vết THỦY NGÂN TRONG nước tự NHIÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON AMPE hòa TAN

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ NHI PHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG – ĐỒNG ĐỂ XÁC ĐINḤ LƯỢNG VẾT ̀ ̉̉ THUY NGÂN TRONG NƯỚC TỰ NHIÊN BĂNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HỐ PHÂN TÍCH HUẾ - 2022 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ NHI PHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG – ĐỒNG ĐỂ XÁC ĐINḤ LƯỢNG VẾT ̀ ̉̉ THUY NGÂN TRONG NƯỚC TỰ NHIÊN BĂNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 9440118 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HỐ PHÂN TÍCH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Hoàng Thái Long PGS.TS Nguyễn Văn Hợp HUẾ - 2022 LỜI CAM ĐOAN Luận án hoàn thành Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế, hướng dẫn quý thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hợp PGS TS Hồng Thái Long Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Việc tham khảo nguồn tài liệu trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Nguyễn Thị Nhi Phương 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 lòng biết ơn chân thành, xin cảm ơn PGS TS Nguyễn Văn Hợp PGS TS Hoàng Thái Long tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q 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 Phòng Sau Đại học Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; Ban Giám hiệu Bộ mơn Hóa học – Mơi trường, Khoa Hóa – Sinh – Môi trường, Trường Đại học Phạm Văn Đồng Quảng Ngãi 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 Tôi xin trân trọng cảm ơn! Thừa Thiên Huế, tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Thị Nhi Phương DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TT Tiếng Việt Bề rộng xung Biên độ xung Dòng đỉnh Điện cực màng vàng Điện cực màng vàng có mặt đồng Điện cực làm việc Điện cực so sánh Ag/AgCl Điện cực phụ trợ Độ lệch chuẩn tương đối Giới hạn định lượng 10 Giới hạn phát 11 Phần tỷ 12 Phần triệu 13 Sóng vng 14 Than thủy tinh 15 Thế điện phân làm giàu 16 Thế đỉnh 17 Thế làm 18 Thời gian điện phân làm giàu 19 Thời gian làm 20 Tốc độ quay 21 Tốc độ quét 22 Von-ampe hòa tan 23 Von-ampe hòa tan anot 24 Von-ampe hòa tan catot 25 Von-ampe hòa tan hấp phụ 26 Vòng/phút 27 Xung vi phân 28 Than nhão 29 Cacbon nano dạng ống đa tường 30 Điện cực màng 31 Quang phổ hấp thụ nguyên tử 32 Quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa lạnh 33 Quang phổ huỳnh quang nguyên tử 34 Quang phổ phát xạ nguyên tử 35 Khối phổ plasma cặp cảm ứng 36 Quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit 37 Quang phổ phát xạ cặp cảm ứng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT MỤC LỤC ……………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ THỦY NGÂN 1.1.1 Sơ lược thủy ngân 1.1.2 Các nguồn phát sinh dạng tồn thủy ngân môi trường 1.1.3 Tác hại thủy ngân người môi trường 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LƯỢNG VẾT THỦY NGÂN 10 1.2.1 Các phương pháp quang phổ nguyên tử 1.2.2 Phương pháp phân tích điện hóa 1.2.3 Một số phương pháp phân tích khác 1.3 NHẬN XÉT CHUNG PHẦN TỔNG QUAN Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Thiết bị dụng cụ hóa chất 2.2.2 Xác định diện tích bề mặt điện cực 2.2.3 Tiến trình phương pháp von-ampe hòa tan 2.2.4 Phương pháp đánh giá độ tin cậy phương pháp phân tích 36 2.2.5 Cơng cụ phân tích thống kê Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH VON-AMPE HỊA TAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE VÒNG 3.1.1 Xác định diện tích bề mặt hoạt động điện cực 42 3.1.2 Đặc tính von-ampe hòa tan Hg 44 3.2 NGHIÊN CỨU ĐINḤ LƯỢNG THỦY NGÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN ANOT XUNG VI PHÂN 49 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thành phần 49 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch Au(III) Cu(II) đến tín hiệu hòa tan Hg 55 3.2.3 Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn vật liệu nhồi điện cực than nhão 59 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian điện phân làm giàu .63 3.2.5 Ảnh hưởng thời gian làm 68 3.2.6 Ảnh hưởng tốc độ quay điện cực () 72 3.2.7 Ảnh hưởng thông số kỹ thuật von-ampe hòa tan xung vi phân 75 3.2.8 Đánh giá độ tin cậy phương pháp 80 3.2.9 Ảnh hưởng chất cản trở 86 3.2.10 Quy trình phân tích 88 ́ 3.3 ÁP DỤNG THỰC TÊVÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH 92 3.3.1 Chuẩn bị mẫu 92 3.3.2 Kiểm sốt chất lượng quy trình phân tích 93 KẾT LUẬN 98 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 100 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 Phụ lục 22 Kết Xử lý số liệu khảo sát ảnh hưởng ν đến Ip Hg điện cực AuFE/GC mV/s 3.38 3.22 3.39 ANOVA: Single Factor DESCRIPTION Group mV/s 10 15 20 25 30 35 40 ANOVA Sources Between Groups Within Groups Total TUKEY HSD/KRAMER group mV/s Q TEST group mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 25 25 25 30 30 35 56 Phụ lục 23 Kết Xử lý số liệu khảo sát ảnh hưởng ν đến Ip Hg điện cực AuFE-Cu/GC mV/s 3.04 3.2 3.25 ANOVA: Single Factor DESCRIPTION Group mV/s 10 15 20 25 30 35 40 ANOVA Sources Between Groups Within Groups Total TUKEY HSD/KRAMER group mV/s 10 15 20 25 30 57 35 40 Q TEST group mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 25 25 25 30 30 35 58 Phụ lục 24 Kết Xử lý số liệu khảo sát ảnh hưởng ν đến Ip Hg điện cực AuFE-Cu/CP mV/s 4.83 4.79 4.95 ANOVA: Single Factor DESCRIPTION Group mV/s 10 15 20 25 30 35 40 ANOVA Sources Between Groups Within Groups Total TUKEY HSD/KRAMER mV/s 59 Q TEST group mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 25 25 25 30 30 35 60 Phụ lục 25 Kết Xử lý số liệu khảo sát ảnh hưởng ν đến Ip Hg điện cực AuFE-Cu/CP-CNTs mV/s 4.8 4.86 4.79 ANOVA: Single Factor DESCRIPTION Group mV/s 10 15 20 25 30 35 40 ANOVA Sources Between Groups Within Groups Total TUKEY HSD/KRAMER group mV/s Q TEST group mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s mV/s 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 20 20 20 20 25 25 25 30 30 35 62 8.0 I (A) 6.00u 4.00u 2.00u 0.55 8.00u 7.80u I (A) 7.60u 7.40u 7.20u 7.00u 6.80u I (A) 0.40 63 Phụ lục 27 Thơng tin vị trí lấy mẫu STT Ký hiệu PS ĐM GK1 SRi SRe AC GK2 HB HN 64 Phụ lục 28 Thơng tin phân tích Hg máy CV-AAS Hoá chất: Hoá chất sử dụng hoá chất tinh khiết phân tích - Nước cất sử dụng để thử nghiệm nước cất hai lần nước cất có độ tinh khiết tương đương - HNO3 đậm đặc (65 %, Merck) - Dung dịch HNO3 16 %: Pha loãng 23 mL HNO3 đậm đặc thành 100 mL với nước cất; - Dung dịch NaBH4 % NaOH %: Hòa tan 15 g NaBH4 500 mL dung dịch NaOH % Dung dịch chuẩn Hg - Hg 10 ppm: Hút xác mL dung dịch chuẩn Hg 1000 ppm vào bình định mức 100 mL, định mức lại HNO3 0,1 N - Hg 100 ppb: Hút xác mL dung dịch chuẩn Hg 10 ppm vào bình định mức 100 mL, định mức lại HNO3 0,1 N Điều kiện vận hành máy Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, điều chỉnh số thơng số tối ưu máy như: + Khí Argon (Khí mang) + Cell đo hóa thạch anh + Bộ hóa lạnh + Cường độ đèn: 15 mA + Thời gian đọc: 10 s + Độ rộng khe: 0,7 nm + Bước sóng Hg: 253,7 nm - Tiến hành xây dựng đường chuẩn, đo mẫu mẫu trắng theo tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn sử dụng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử kỹ thuật hóa lạnh - Dãy chuẩn làm việc: 65 TT - Hệ số hồi qui tuyến tính đường chuẩn: R2 Đo mẫu, mẫu trắng: Lần lượt lấy V mL mẫu cho vào ống đo mẫu, thêm mL dung dịch HNO3 16 % tiến hành đo thiết bị Tính tốn đánh giá kết thử nghiệm Tính tốn kết - Hàm lượng Hg có mẫu X (mg/kg) tính theo công thức sau: X= (Cm x K - Ct) x Vđm 1000 x Vh x M Trong đó: - Vđm: Thể tích định mức mẫu (mL); - Cm: hàm lượng mẫu tính theo đường chuẩn (ng); - K: hệ số pha lỗng (nếu có); - M: lượng mẫu lấy để thử nghiệm, (g); - Vh: thể tích mẫu lấy để đo thiết bị (mL) 66 Phụ lục 29 Kết phân tích Hg máy CV-AAS 67 68 ... màng vàng – đồng để xác định lượng vết thủy ngân nước tự nhiên phương pháp von- ampe hòa tan" tập trung thực nội dung sau: - Nghiên cứu xác định lượng vết Hg theo phương pháp ASV dùng điện cực làm... KHOA HỌC NGUYỄN THỊ NHI PHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐIỆN CỰC MÀNG VÀNG – ĐỒNG ĐỂ XÁC ĐINḤ LƯỢNG VẾT ̀ ̉̉ THUY NGÂN TRONG NƯỚC TỰ NHIÊN BĂNG PHƯƠNG PHÁP VON- AMPE HÒA TAN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH... ưa thích nghiên cứu phát triển ứng dụng [21], [140] Dưới đề cập đến phương pháp von- ampe hòa tan 1.2.2.1 Nguyên tắc phương pháp von- ampe hòa tan Phương pháp von- ampe hòa tan phương pháp cho phép