Mục đớch: Xỏc định hàm lượng 2,4-D và 2,4,5-T trong dung dịch sau quỏ trỡnh phúng điện
Phương phỏp: HPLC là phương phỏp sắc ký lỏng hiệu năng cao (high performance liquid chromatography) Kỹ thuật phõn tớch HPLC dựa trờn cơ sở pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất mang Pha động là dung mụi hoặc hỗn hợp dung mụi cú khả năng hoà tan mẫu phõn tớch, phự
hợp với detector, pha động khụng hũa tan hay làm mũn pha tĩnh, độ nhớt thấp và cú độ tinh khiết cao dựng cho phõn tớch
Thiết bị: Thiết bị sử dụng trong nghiờn cứu là mỏy sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC 1100, Agilent tại Viện Cụng nghệ mới -Viện Khoa học và Cụng nghệ quõn sự
Phõn tớch định lượng 2,4-D và 2,4,5-T được tiến hành trờn cột hypersil C18 (200 ì 4 mm), detector UV tại bước súng λ =285 nm, pha động cú thành phần acetonitrile và nước (ACN:H2O) = 70:30 (v/v), tốc độ dũng chảy đạt 0,5 mL/phỳt, ỏp suất 60 bar Đường chuẩn 2,4-D (Hỡnh 2 5 a) được xõy dựng trong khoảng tuyến tớnh với cỏc giỏ trị nồng độ là 3, 6, 12, 24, 48, 96 mg/L Đường chuẩn 2,4,5-T (Hỡnh 2 5 b) được xõy dựng trong khoảng tuyến tớnh với cỏc giỏ trị nồng độ là 3, 5, 7, 14, 28, 56, 112 mg/L Giới hạn phỏt hiện của phương phỏp đối với 2,4-D, 2,4,5-T là 0,05 mg/L
Hiệu suất quỏ trỡnh phõn hủy 2,4-D, 2,4,5-T được tớnh qua cụng thức: H (%) = C 0 − C t
C0
⋅100% Trong đú:
H(%) : hiệu suất quỏ trỡnh xử lý sau t phỳt; C0: Nồng độ mẫu ban đầu, mg/L;
Ct: Nồng độ mẫu tại thời điểm t, mg/L
Đỏnh giỏ sai số kết quả đo: Sai số toàn phần của phộp đo được tớnh trờn cơ sở sai số ngẫu nhiờn của phộp đo như sau:
Giỏ trị trung bỡnh x = ∑ x n , độ lệch= 1 n-1 ∑ (x i − x)2 , Sai số chuẩn s x = s n s x
Đo mẫu thực 2,4-D và 2,4,5-T trong dung dịch cú nồng độ 30 mg/L trong 6 lần thu được kết quả như trong Bảng 2 1
chuẩn s , sai số tương đối E R (%) = x
Bảng 2 1 Sai số phõn tớch 2,4-D, 2,4,5-T
a
b
Hỡnh 2 5 Đường chuẩn xỏc định 2,4-D (a) và 2,4,5-T (b)
2 5 2 Xỏc định sản phẩm phõn huỷ bằng sắc ký khớ khối phổ
Mục đớch: Xỏc định cỏc chất trung gian trong quỏ trỡnh phõn huỷ 2,4-D, 2,4,5-T từ đú làm rừ cơ chế phõn huỷ cỏc hợp chất ụ nhiễm
Phương phỏp: Sắc ký khớ khối phổ cú thể phõn tớch định tớnh cỏc hợp chất hữu cơ một cỏch nhanh chúng và chớnh xỏc với hơn hai trăm nghỡn hợp chất đó được xõy dựng trong thư viện phổ Nist 2005 Dữ liệu phổ của thư viện
STT 1 2 3 4 5 6 x sx ER (%)
2,4-D (mg/L) 29,89 30,33 30,24 29,82 29,57 29,75 29,97 ±0,13 ±0,43 2,4,5-T(mg/L) 30,22 29,68 29,55 30,37 29,78 29,63 29,87 ±0,14 ±0,46
được dựng trong phõn tớch cấu trỳc dựa vào khối lượng và cấu tạo của cỏc mảnh phổ Phương phỏp sắc ký khớ khối phổ sử dụng trong luận ỏn để phõn tớch cỏc hợp chất trung gian trong quỏ trỡnh phõn huỷ, cỏc hợp chất này được xỏc định là cỏc phenol và cỏc axớt hữu cơ cú nhúm OH trong phõn tử Vỡ vậy, chỳng được xỏc định bằng cỏch chiết dung dịch nước sau quỏ trỡnh xử lý bằng dung mụi dietyl ete sau đú chuyển thành cỏc dẫn xuất dễ bay hơi bằng cỏch cho phản ứng với hợp chất BSTFA ở 70 oC trong thời gian 30 phỳt để este húa cỏc hợp chất này, sau khi este húa phõn tớch trờn thiết bị GC-MS với điều kiện: cột HP-5MS, thể tớch bơm mẫu 1μL, chế độ quột 35ữ550 amu, lưu lượng khớ He là 1,3 mL/phỳt, tốc độ dũng khớ He 41 cm/s, năng lượng nguồn EI là 70 keV, chương trỡnh nhiệt độ 40 oC, tăng 10 oC/phỳt đến 280 oC, giữ 5 phỳt Cỏc hợp chất trung gian này được phõn tớch và xỏc định định tớnh với thư viện phổ chuẩn Nist 2005 Ngoài ra, kỹ thuật phổ GC-MS cũng được sử dụng để hỗ trợ phõn tớch lượng vết 2,4-D và 2,4,5-T theo phương phỏp EPA 8151A
Thiết bị: Thiết bị sử dụng là mỏy sắc ký khớ khối phổ GC-MS 6890-5975, Agilent, tại Viện Cụng nghệ mới - Viện Khoa học và Cụng nghệ quõn sự
2 5 3 Xỏc định H2O2 bằng phổ UV-Vis
Mục đớch: Phương phỏp đo phổ UV-Vis nhằm mục đớch xỏc định hàm lượng H2O2 được hỡnh thành trong quỏ trỡnh phản ứng tạo plasma
Phương phỏp: Phổ hấp thụ phõn tử hay cũn gọi là phổ tử ngoại và khả kiến (UV-Vis) sử dụng nguồn sỏng kớch thớch là chựm tia bức xạ nằm trong vựng cú bước súng từ 190ữ900 nm
H2O2 được hỡnh thành trong quỏ trỡnh phúng điện tạo plasma trong dung dịch theo cụng thức (1 51), (1 69), (1 83) Định lượng H2O2 hỡnh thành trong quỏ trỡnh phúng điện tạo plasma trong nước cất hai lần bằng cỏch cho dung dịch H2O2 phản ứng với ions titanyl theo phản ứng: Ti4+ + H2O2 + 2H2O TiO2 H2O2 + 4H+, cho phức chất màu vàng, cú bước súng hấp thụ cực đại
λmax = 407 nm (Hỡnh 2 6 a) Đường chuẩn H2O2 được tiến hành xõy dựng với H2O2 tinh khiết của hóng Sigma Aldrich, nồng độ H2O2 được xỏc định lại bằng cỏch chuẩn độ với KMnO4 chuẩn trong mụi trường axớt H2SO4 Đường chuẩn được xõy dựng trong khoảng tuyến tớnh với nồng độ dóy chuẩn của H2O2 là: 0,005, 0,01, 0,025, 0,05 mg/L (Hỡnh 2 6 b) Tiến hành đo mật độ quang tại bước súng hấp thụ cực đại tại λmax = 407 nm
Bảng 2 2 Nồng độ H2O2 và độ hấp thụ quang tương ứng
0 25 Equation y = a + b*x Weight Residual Sum of No Weighting 3 92041 E-5 0 20 Squares Adj R-Sq 0 99697 0 99093 Value Standard Abs Intercept Slope 0 079 2 293 0 00361 0 1265 0 15 0 10 0 00 0 01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 Nồng độ H2O2 (mg/L) y = 2,293x + 0,079, R2 = 0,991 a b
Hỡnh 2 6 Đường chuẩn định lượng H2O2 trờn thiết bị UV-Vis
Thiết bị: Tiến hành đo phổ UV-Vis trờn thiết bị UH-5300, HITACHI tại Viện Cụng nghệ mụi trường, Viện Hàn lõm Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam
2 5 4 Xỏc định kớch thước hạt trong dung dịch
Mục đớch: Xỏc định kớch thước hạt nano thụng qua phõn bố cỡ hạt của dung dịch nano thu được trờn từng điện cực
Phương phỏp: Nguyờn lý của phương phỏp dựa trờn hiện tượng tỏn xạ tổ hợp của cỏc trạng thỏi rắn, lỏng, khớ của cỏc chất mà khụng phụ thuộc vào tần số ỏnh sỏng tới Dựa trờn hiện tượng nhiễu xạ laze, mối quan hệ giữa kớch
C (mg/L) 0,005 0,010 0,025 0,050
Abs (λ = 407 nm) 0,087 0,106 0,140 0,193
Abs
thước hạt với gúc và cường độ của tia tỏn xạ Hạt cú kớch thước lớn hơn sẽ cú cường độ lớn hơn và gúc tỏn xạ nhỏ hơn cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn Cỏc mỏy đo phõn bố cỡ hạt sử dụng nguyờn lý này mà khụng đo trực tiếp kớch thước hạt Mỏy sẽ đo gúc và cường độ tia tỏn xạ của hạt cần khảo sỏt, cỏc thụng số này sau đú được đưa vào tớnh toỏn theo lý thuyết tỏn xạ để tớnh toỏn kớch thước hạt thực tế Dung dịch tạo thành sau quỏ trỡnh phúng điện tạo plasma được rút vào hệ thống nạp mẫu và siờu õm mẫu trước khi phõn tớch, mẫu sau đú được rút vào buồng laze của mỏy đo để xỏc định cỏc mức tỏn xạ
Thiết bị: Mẫu được đo trờn thiết bị xỏc định và phõn bố cỡ hạt SZ-100, HORIBA, Japan tại Viện Cụng nghệ mụi trường, Viện Hàn lõm Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam