Từ kết quả khảo sát trên cho ta thấy khoảng nồng độ tuyến tính của Cr là từ 0,1÷10ppm. Do đó, trong q trình xử lý mẫu chúng ta phải lưu ý làm sao để nồng độ của Cr trong khoảng tuyến tính. Nếu nằm ngồi khoảng tuyến tính thì chúng ta phải pha lỗng hay làm giàu.
Phương trình hồi quy của đường chuẩn xác định crom là:
Abs = ( 0,00409 ± 6,35478× 10-4) + (0,03206 ± 1,40116×10-4) × CCr ; R2 = 0,99992 Trong đó Abs : độ hấp thụ quang A tại nồng độ CCr .
CCr : nồng độ của crom
Giới hạn phát hiện (LOD) : LOD = 24 ppb Giới hạn định lượng (LOQ): LOQ = 80 ppb.
* Độ chính xác và sai số của quy trình phân tích
Để đánh giá độ chính xác của quy trình phân tích chúng tơi tiến hành thực hiện phép đo lặp lại 3 lần tại bốn nồng độ khác nhau của crom là: 0,2 ppm; 1,0 ppm ; 2,0 ppm và 5,0 ppm. Kết quả thu được như trong Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Độ chính xác và sai số tương đối tại những nồng độ khác nhau của crom C (ppm) Abs Ci (ppm) Ctb Er % CV% 1 2 3 1 2 3 0,2 0,0110 0,0120 0,0110 0,216 0,247 0,216 0,225 12,96 7,79 1,0 0,0355 0,0354 0,0356 0,980 0,977 0,983 0,980 -2,03 0,32 2,0 0,0682 0,0690 0,0671 1,999 2,025 1,965 1,997 -0,17 1,49 5,0 0,1664 0,1665 0,1666 5,063 5,066 5,069 5,066 1,32 0,06
Theo Bảng 3.8 các giá trị phần trăm sai số tương đối Er ở cả bốn nồng độ trên đều nằm trong khoảng giá trị chấp nhận được theo ISO là từ – 20% đến 10 % chứng tỏ phương pháp phân tích là đáng tin cậy, hệ số biến thiên CV % đều nhỏ hơn 10 % chứng tỏ phép đo có độ lặp lại nằm trong khoảng chấp nhận được theo tiêu chuẩn của ISO.
Sau khi tìm các điều kiện tối ưu xác định crom bằng máy quang phổ hấp thụ kỹ thuật ngọn lửa (F-AAS), chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp vật liệu và hấp phụ
crom bằng vỏ trấu biến tính.
3.2. Xác định Cr(VI) bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS sử dụng thuốc thử Diphenyl cacbazit (DPC) sử dụng thuốc thử Diphenyl cacbazit (DPC)
3.2.1. Các điều kiện đo Cr(VI) bằng phương pháp trắc quang UV-VIS
Với mục tiêu hấp phụ được kim loại crom và xác định riêng hàm lượng Cr (VI) và Cr (III) có trong mẫu nên chúng tôi tiến hành khảo sát và tổng hợp các điều kiện gắn Diphenyl cacbazit lên vật liệu hấp phụ (VLHP) để thu được vật liệu (VL) biến tính (VL2). Hàm lượng Cr (VI) được xác định thông qua kết quả đo trắc quang UV-VIS phức màu tạo thành của Cr (VI) với thuốc thử DPC 2,0. 10-4 M trong môi trường axit H2SO4.
Hàm lượng Cr (III) được xác định thông qua hàm lượng Cr tổng và Cr(VI) đã xác định ở trên. Kết quả khảo sát đường chuẩn xác định Cr(VI) được thể hiện trong Bảng 3.9 và Hình 3.2 như sau:
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát đường chuẩn xác định nồng độ Cr (VI). 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Y = A + B * X
Parameter Value Error ------------------------------- A 0.01635 0.00389 B 0.67087 0.00415 ------------------------------- R SD --------------- 0.99985 0.00756 ------------------------------- A b s Nong do Cr (VI) (ppm) Nồng độ Cr (VI) (ppm) Abs 0,1 0,082 0,2 0,143 0,3 0,225 0,4 0,283 0,5 0,344 0,6 0,432 0,8 0,560 1,0 0,680 1,5 1,021 2,0 1,359
Hình 3.2. Đồ thị đường chuẩn xác định Cr(VI)
Phương trình hồi quy của đường chuẩn xác định Cr(VI) bằng phương pháp đo UV- VIS :
Abs = ( 0,01635 ± 0,00389 ) + (0,67087 ± 0,00415) × CCr ; R2 = 0,99985 Trong đó Abs : độ hấp thụ quang A tại nồng độ CCr .
CCr : nồng độ của crom
Giới hạn phát hiện (LOD) : LOD = 32 ppb Giới hạn định lượng ( LOQ): LOQ = 107 ppb.
3.2.2. Đánh giá phương pháp
Để đánh giá độ chính xác của quy trình phân tích chúng tôi tiến hành thực hiện phép đo lặp lại 3 lần tại ba nồng độ khác nhau của Cr là: 0,2 ppm ; 0,4 ppm và 0,8ppm. Kết quả thu được như trong Bảng 3.10
Bảng 3.10. Độ chính xác và sai số tương đối tại những nồng độ khác nhau của crom
C (ppm) Abs Ci (ppm) Ctb Er % CV% 1 2 3 1 2 3 0,2 0,144 0,147 0,139 0.190 0.195 0.183 0,189 -5,36 3,18 0,4 0,284 0,281 0,282 0.399 0.394 0.396 0,396 -0,88 0,57 0,8 0,561 0,558 0,562 0.812 0.807 0.813 0,811 1,35 0,38
Theo Bảng 3.10 các giá trị phần trăm sai số tương đối Er ở cả ba nồng độ đều nằm trong khoảng giá trị chấp nhận được theo ISO là từ – 20% đến 10 % chứng tỏ phương pháp phân tích là đáng tin cậy, hệ số biến thiên CV % đều nhỏ hơn 5 % chứng tỏ phép đo có độ lặp lại nằm trong khoảng chấp nhận được theo tiêu chuẩn của ISO.
3.3. Tổng hợp vật liệu vỏ trấu biến tính với Diphenyl cacbazit (DPC)
3.3.1. Các điều kiện gắn DPC lên vật liệu
Tiến hành khảo sát các điều kiện pH, thời gian, nồng độ của dung dịch DPC để gắn DPC lên vật liệu (VL1) chúng tôi thu được các kết quả như sau :
a) Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ DPC lên VL1
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của pH bằng cách điều chỉnh pH của các dung dịch DPC trong bình tam giác đã chứa sẵn 0,5gam VL1 thay đổi từ 1-10. Kết quả thu được như trong Bảng 3.11.
Bảng 3.11. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ DPC lên VL1
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Từ bảng kết quả thấy pH của dung dịch DPC bằng 9 là tốt nhất cho sự hấp phụ DPC lên VL1 .
b) Khảo sát nồng độ của dung dịch DPC
Tiến hành thay đổi nồng độ của DPC trong các dung dịch từ 0,5× 10-3 mol/l đến 5×10-3 mol/l. Kết quả thu được thể hiện trong Bảng 3.12.
Bảng 3.12. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ DPC
CDPC (*10-3)
(mol/l) 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
q(mg/g) 6,61 10,34 9,08 8,52 6,25 5,44
c) Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ DPC lên VL1
Thời gian có ảnh hưởng đến sự hấp phụ DPC lên VL nên chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ DPC lên VL và kết quả như sau :
Bảng 3.13. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ DPC lên VL1
Từ kết quả khảo sát trên thu được các điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu như sau:
Thời gian (giờ) q (mg/g)
0,5 3,08 1,0 4,11 2,0 7,46 3,0 9,35 4,0 9,44 5,0 9,49 6,0 9,54 7,0 9,57 8,0 9,63
+ Giá trị pH = 9 là tối ưu cho sự hấp phụ DPC lên vật liệu. + Nồng độ của DPC tối ưu là 0,001 mol/l.
+ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ DPC lên VL là 180 phút.
Từ đó chúng tơi có điều kiện tối ưu để xây dựng quy trình tổng hợp vật liệu như sau:
Cân 50g vật liệu (VL1) đã điều chế cho vào bình tam giác 500ml thêm vào đó dung dịch DPC pha trong aceton có nồng độ 0,001 mol/l đã điều chỉnh pH = 9 , sau đó lắc trên máy lắc với tốc độ 200 vòng/phút. Sau 3 giờ lắc, lọc lấy phần chất rắn đem sấy khô ở khoảng 650C. Thu và bảo quản VL trong bình kín, ta được vật liệu đã biến tính với Diphenyl cacbazit (VL2).
3.3.2. Xác định hình thái và nhóm chức của vật liệu * Xác định hình thái của vật liệu * Xác định hình thái của vật liệu
Để thu được các dữ liệu về kích thước và sự sắp xếp hình học của bề mặt vật liệu hấp phụ, chúng tôi quan sát bề mặt vật liệu bằng kính hiển vi điện tử quét.
Mẫu vật liệu được đưa vào máy hiển vi điện tử quét JFM thuộc Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Kết quả thu được đưa ra ở Hình 3.3 và Hình 3.4