Phân tích hàm lượng một số dạng crom, mangan trong lá chè trên địa bàn huyện mộc châu và huyện bắc yên tỉnh sơn la

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - LÊ SỸ BÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ DẠNG CROM, MANGAN TRONG LÁ CHÈ TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN MỘC CHÂU VÀ HUYỆN BẮC YÊN TỈNH SƠN LA LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - LÊ SỸ BÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ DẠNG CROM, MANGAN TRONG LÁ CHÈ TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN MỘC CHÂU VÀ HUYỆN BẮC YÊN TỈNH SƠN LA Chun ngành: Hóa phân tích Mã Số: 9.44.01.18 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Vũ Đức Lợi PGS.TS Đào Văn Bảy Hà Nội - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Đức Lợi PGS.TS Đào Văn Bảy cộng tác đồng nghiệp Các kết nghiên cứu thực Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Trường Đại học Tây Bắc Các số liệu kết luận án hồn tồn trung thực chưa cơng bố luận án khác Tác giả luận án Lê Sỹ Bình i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Đức Lợi PGS.TS Đào Văn Bảy tận tình hướng dẫn khoa học, bảo em suốt trình học tập thực nội dung nghiên cứu luận án, cho em những lời khun bở ích động viên những lúc em gặp khó khăn trùn cho em lịng say mê nghiên cứu khoa học Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Lãnh đạo Học viện Khoa học Cơng nghệ, Lãnh đạo Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện về thời gian, sở vật chất hồ sơ thủ tục giúp em hoàn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Tập thể Phịng Hóa phân tích - Viện Hóa học, TS Phạm Gia Môn ThS Trịnh Hồng Quân giúp đỡ tơi nhiều phân tích mẫu phục vụ luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo Trường Đại học Tây Bắc, Lãnh đạo Trung tâm Thực hành - Thí nghiệm, Trường Đại học Tây Bắc tạo điều kiện cho sử dụng máy móc thiết bị, sở vật chất thời gian suốt trình thực luận án Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè, những người bên cạnh chia sẻ, giúp đỡ động viên lúc tơi khó khăn để tơi hồn thành luận án Tác giả luận án Lê Sỹ Bình ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ xi KÝ HIỆU TỪ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về Mn, Cr 1.1.1 Giới thiệu về Mn 1.1.2 Giới thiệu về Cr .5 1.2 Giới thiệu chung về chè .6 1.2.1 Nguồn gốc, đặc điểm phân bố chè 1.2.2 Thành phần hoá học chè 1.2.3 Công dụng chè 12 1.3 Các kỹ thuật tách chiết Mn, Cr 14 1.3.1 Chiết lỏng - lỏng 14 1.3.2 Điện di mao quản 15 1.3.3 Sắc ký rây phân tử 16 1.3.4 Chiết pha rắn 17 1.3.5 Sắc ký lỏng hiệu cao 18 1.3.6 Chiết điểm mù 19 1.4 Các phương pháp phân tích Mn Cr kết hợp với chiết điểm mù 25 1.4.1 Phương pháp CPE – UV - Vis 25 1.4.2 Phương pháp CPE - ICP - OES 26 1.4.3 Phương pháp CPE - ICP - MS 27 1.4.4 Phương pháp CPE – AAS 28 1.5 Tình hình nghiên cứu chiết điểm mù Việt Nam 31 1.6 Điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 33 1.6.1 Điều kiện tự nhiên 33 1.6.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 34 iii CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 37 2.1 Máy móc, thiết bị, hóa chất 37 2.1.1 Máy móc, thiết bị 37 2.1.2 Hóa chất 38 2.2 Vị trí, phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 39 2.2.1 Vị trí lấy mẫu 39 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu, sơ chế bảo quản mẫu 45 2.3 Khảo sát điều kiện tối ưu phép chiết điểm mù Mn(II), Cr(III) xây dựng quy trình CPE-AAS phân tích dạng Mn, Cr nước chè 45 2.3.1 Khảo sát điều kiện tối ưu phép chiết điểm mù Mn(II), Cr(III) .45 2.3.2 Phân tích hàm lượng tởng Mn, Cr chè nước chè 46 2.3.3 Khảo sát điều kiện tối ưu phân tích dạng Mn nước chè sử dụng CPE - FAAS 47 2.3.3.1 Khảo sát điều kiện phân tích hàm lượng tởng Mn nước chè phương pháp chiết điểm mù 47 2.3.3.2 Khảo sát điều kiện phân tích hàm lượng dạng Mn(II)- flavonoid nước chè phương pháp chiết điểm mù 48 2.3.4 Khảo sát điều kiện tối ưu phân tích dạng Cr nước chè sử dụng CPE - GFAAS 48 2.3.4.1 Khảo sát điều kiện phân tích hàm lượng tởng Cr nước chè phương pháp chiết điểm mù 48 2.3.4.2 Khảo sát điều kiện phân tích dạng Cr(III) nước chè 49 2.4 Xây dựng đánh giá đường chuẩn phân tích Mn, Cr .49 2.4.1 Đánh giá giới hạn chấp nhận đường chuẩn tính giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) 49 2.4.1.1 Đánh giá giới hạn chấp nhận đường chuẩn 49 2.4.1.2 Tính giới hạn phát (LOD), giới hạn định lượng (LOQ) 50 2.4.2 Xây dựng đánh giá đường chuẩn phân tích tởng Mn, Cr 50 2.4.3 Xây dựng đánh giá đường chuẩn phân tích dạng Mn, Cr 51 2.5 Các điều kiện đo Mn, Cr máy AAS ZEEnit 700 52 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 Kết khảo sát điều kiện tối ưu xây dựng quy trình phân tích dạng Mn, iv Cr phương pháp CPE-AAS 54 3.1.1 Khảo sát đồng thời giá trị pH loại chất tạo phức 54 3.1.1.1 Phép chiết điểm mù Mn(II) 54 3.1.1.2 Phép chiết điểm mù Cr(III) 57 3.1.2 Khảo sát nồng độ chất tạo phức - hydroxyquinoline 60 3.1.2.1 Khảo sát nồng độ 8-HQ tối ưu chiết điểm mù Mn(II) 60 3.1.2.2 Khảo sát nồng độ 8-HQ tối ưu chiết điểm mù Cr(III) 61 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng chất hoạt động bề mặt 63 3.1.3.1 Khảo sát chất hoạt động bề mặt phép chiết Mn(II) .63 3.1.3.2 Khảo sát chất hoạt động bề mặt phép chiết Cr(III) .66 3.1.4 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ ủ 68 3.1.4.1 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ ủ phép chiết Mn(II) 68 3.1.4.2 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ ủ phép chiết Cr(III) 70 3.1.5 Khảo sát thời gian chiết 71 3.1.5.1 Khảo sát thời gian chiết Mn(II) 71 3.1.5.2 Khảo sát thời gian chiết Cr(III) 72 3.1.6 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaCl 74 3.1.6.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaCl chiết điểm mù Mn(II) 74 3.1.6.2 Khảo sát ảnh hưởng lực ion đến chiết điểm mù Cr(III) 76 3.1.7 Khảo sát thời gian ly tâm 77 3.1.7.1 Khảo sát thời gian ly tâm chiết điểm mù Mn(II) 77 3.1.7.2 Khảo sát thời gian ly tâm chiết điểm mù Cr(III) 79 3.1.8 Khảo sát chất khử Cr(VI) thành Cr(III) 80 3.19 Khảo sát ảnh hưởng cation khác 83 3.1.10 Các điều kiện tối ưu cho phép chiết điểm mù Mn(II) Cr(III) 89 3.1.11 Đánh giá hiệu suất thu hồi quy trình phân tích dạng Mn, Cr .89 3.1.11.1 Hiệu suất thu hồi quy trình CPE phân tích dạng Mn 89 3.1.11.2 Hiệu suất thu hồi quy trình CPE phân tích dạng Cr 90 3.1.12 Kết xây dựng quy trình CPE-AAS phân tích dạng Mn, Cr 90 3.1.12.1 Kết xây dựng quy trình phân tích tởng Mn nước chè .90 3.1.12.2 Kết xây dựng quy trình phân tích dạng Mn(II)-flavonoid 91 3.1.12.3 Kết xây dựng quy trình phân tích tởng Cr nước chè .92 v 3.1.12.4 Kết xây dựng quy trình phân tích dạng Cr(III) nước chè 93 3.2 Kết xây dựng đường chuẩn xác định Mn, Cr 94 3.2.1 Kết xây dựng đường chuẩn xác định tổng Mn chè 94 3.2.1.1 Kết khảo sát khoảng tuyến tính Mn 94 3.2.1.2 Kết xây dựng đường chuẩn xác định tổng Mn chè .95 3.2.1.3 Kết đánh giá giới hạn chấp nhận đường chuẩn xác định tởng Mn, kết tính LOD, LOQ 96 3.2.2 Kết xây dựng đường chuẩn xác định tổng Cr chè 98 3.2.2.1 Kết khảo sát khoảng tuyến tính Cr 98 3.2.2.2 Kết xây dựng đường chuẩn xác định tổng Cr chè 98 3.2.2.3 Kết đánh giá giới hạn chấp nhận đường chuẩn xác định tổng Cr, kết tính LOD, LOQ 99 3.2.3 Kết xây dựng đường chuẩn xác định dạng Mn nước chè 101 3.2.3.1 Kết khảo sát khoảng tuyến tính CPE-FAAS Mn(II) .101 3.2.3.2 Kết xây dựng đường chuẩn phân tích dạng Mn .102 3.2.3.3 Kết đánh giá giới hạn chấp nhận đường chuẩn CPE-FAAS phân tích dạng Mn, kết tính LOD, LOQ 103 3.2.4 Kết xây dựng đường chuẩn xác định dạng Cr nước chè 105 3.2.4.1 Khảo sát khoảng tuyến tính CPE-FAAS Cr(III) 105 3.2.4.2 Kết xây dựng đường chuẩn CPE - GFAAS phân tích dạng Cr 106 3.2.4.3 Kết đánh giá giới hạn chấp nhận đường chuẩn CPE-GFAAS phân tích Cr, kết tính LOD, LOQ 107 3.3 Phân tích hàm lượng Mn, Cr mẫu chè 109 3.3.1 Phân tích hàm lượng tổng Mn chè 109 3.3.2 Phân tích hàm lượng tởng Cr chè 112 3.3.3 Phân tích hàm lượng dạng Mn nước chè 116 3.3.3.1 So sánh quy trình xử lý mẫu phân tích tởng Mn nước chè theo kỹ thuật vơ hóa kỹ thuật chiết điểm mù 116 3.3.3.2 Phân tích hàm lượng tởng Mn nước chè 116 3.3.3.3 Phân tích hàm lượng dạng Mn nước chè 120 3.3.4 Phân tích hàm lượng dạng Cr nước chè 124 vi 3.3.4.1 So sánh quy trình xử lý mẫu phân tích tởng Cr nước chè theo kỹ thuật vơ hóa kỹ thuật chiết điểm mù 124 3.3.4.3 Phân tích hàm lượng tởng Cr nước chè 124 3.3.4.3 Phân tích hàm lượng dạng Cr nước chè 128 KẾT LUẬN 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 PHỤ LỤC…………………………………………………………………………148 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Sản lượng chè nước giới Bảng 1.2 Hàm lượng EGCG, ECG, EC, GA, caffeine 45 mẫu chè Bảng 1.3 Giá trị nhiệt độ điểm mù số chất hoạt động bề mặt 22 Bảng 1.4 Phương pháp CPE-FAAS xác định dạng Mn 29 Bảng 1.5 Hàm lượng Mn số mẫu chè Thái Nguyên 32 Bảng 2.1 Vị trí thu mẫu chè huyện Mộc Châu 40 Bảng 2.2 Vị trí thu hái mẫu chè xã Tà Xùa, huyện Bắc Yên .43 Bảng 2.3 Các điều kiện tối ưu phép đo FAAS Mn 52 Bảng 2.4 Các điều kiện đo phổ GFAAS Cr 53 Bảng 2.5 Chương trình nhiệt độ đo phở GFAAS Cr 53 Bảng 3.1 Khảo sát đồng thời pH chất tạo phức CPE Mn(II) 55 Bảng 3.2 Khảo sát đồng thời pH chất tạo phức CPE Cr(III) 58 Bảng 3.3 Sự ảnh hưởng nồng độ 8-HQ đến hiệu suất chiết Mn(II) .61 Bảng 3.4 Sự ảnh hưởng nồng độ 8-HQ đến hiệu suất chiết Cr(III) 62 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nồng độ TX-100 TX-114 đến hiệu suất chiết Mn(II) .64 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nồng độ TX-100 TX-114 đến hiệu suất chiết Cr(III) .66 Bảng 3.7 Sự ảnh hưởng nhiệt độ ủ đến hiệu suất chiết Mn(II) 69 Bảng 3.8 Sự ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chiết Cr(III) 70 Bảng 3.9 Sự ảnh hưởng thời gian chiết đến hiệu suất chiết Mn(II) 72 Bảng 3.10 Sự ảnh hưởng thời gian chiết đến hiệu suất chiết Cr(III) 73 Bảng 3.11 Sự ảnh hưởng nồng độ NaCl đến hiệu suất CPE Mn(II) 75 Bảng 3.12 Sự ảnh hưởng nồng độ NaCl đến hiệu suất CPE Cr(III) 76 Bảng 3.13 Sự ảnh hưởng thời gian ly tâm đến hiệu suất CPE Mn(II) 78 Bảng 3.14 Sự ảnh hưởng thời gian ly tâm đến hiệu suất CPE Cr(III) 79 Bảng 3.15 Khảo sát khả khử Cr(VI) thành Cr(III) NH2OH.HCl .81 Bảng 3.16 Khảo sát khả khử Cr(VI) thành Cr(III) C6H8O6 82 2+ 2+ đến CPE Mn(II) Cr(III) 84 3+ 2+ đến CPE Mn(II), Cr(III) .85 Bảng 3.17 Sự ảnh hưởng cation Mg , Ca Bảng 3.18 Sự ảnh hưởng cation Al , Zn 3+ 2+ 2+ 2+ Bảng 3.19 Sự ảnh hưởng ion Fe , Pb , Cu , Ni 86 Bảng 3.20 Giới hạn nồng độ xen lấn cation đến CPE Mn(II) Cr(III) 87 viii ... xác định số dạng Mn, Cr chè thu hái huyện Mộc Châu Bắc Yên tỉnh Sơn La Nhiệm vụ luận án: - Phân tích hàm lượng Cr, Mn tổng số số mẫu chè thu hái huyện Mộc Châu huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La - Phát... xác định Mn, Cr chè Sơn La Do vậy, lựa chọn đề tài ? ?Phân tích hàm lượng số dạng crom, mangan chè địa bàn huyện Mộc Châu huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La? ?? nhằm nghiên cứu có hệ thống phát triển phương... VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - LÊ SỸ BÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ DẠNG CROM, MANGAN TRONG LÁ CHÈ TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN MỘC