CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C NMR được sử dụng để kiểm chứng sự hình thành HCO4- khi pha trộn HCO3- với H2O2. Trộn NaHCO3 rắn với dung dịch H2O2 30%. Mẫu 13C NMR được đo trên máy Advanced Spectrometer AV500 (BRUKER Ascend 500MHz, Đức ), dung môi H2O + 10% D2O ở nhiệt độ phịng tại khoa Hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
2.3.2. Phương pháp chuẩn độ iodine - thiosulfate
Phương pháp chuẩn độ iodine – thiosulfate ở nhiệt độ thấp dưới 5oC được dùng để xác định nồng độ PMC trong dung dịch khi có mặt đồng thời chất oxi hóa H2O2. Các thí nghiệm được thực hiện tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
2.3.3. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV- Vis
Nồng độ các chất màu được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis tại các bước sóng đặc trưng. Xây dựng đường chuẩn A = f(C), dựa vào đường chuẩn và độ hấp thụ quang của dung dịch phân tích sẽ xác định được nồng độ chất màu. Hiệu suất phản ứng khử màu được xác định theo công thức:
H = (Co− CCtt).100 (%) Trong đó:
H: hiệu suất khử màu ở thời điểm t (%).
Co, Ct: nồng độ chất màu lúc ban đầu và tại thời điểm t sau khi xử lý.
Các thí nghiệm được đo trên máy quang phổ UV-Vis Biochrom Libra S60, tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
2.3.4. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC
- Sản phẩm phân hủy chất màu RB19 xác định bằng phương pháp HPLC với điều kiện đo: pha động là acetonitril và đệm phosphate ở pH 4,7 (tỉ lệ 50 : 50 về thể tích), tốc độ dịng chảy 1 mL/phút, thể tích tiêm 20 μL và tủ sấy nhiệt độ 40°C, bước sóng 280 nm.
- Sản phẩm sau khi phân hủy chất màu RY145 10-4 M xác định bằng phương pháp HPLC với điều kiện đo: pha động là methanol và H2O (tỉ lệ 40 : 60 về thể tích), tốc độ dịng 1 mL/ phút; thể tích tiêm 20 μL và tủ sấy nhiệt độ 40°C, sắc kí đồ được ghi lại ở 3 bước sóng: bước sóng đặc trưng của chất màu, 280 nm và 254 nm ở các điều kiện khơng chiếu tia UV và có chiếu tia UV. Hệ oxi hóa gồm HCO3- 5 mM, H2O2 10 mM, Co2+ 0,1 mg/L; chiếu tia UVC lần lượt là 60 phút, 120 phút và mẫu không chiếu tia UVC, khuấy trộn 120 phút.
Các thí nghiệm được theo dõi trên máy HPLC Shimadzu SPD-M20A (detector PDA), cột pha đảo C18 (150 mm ì 4,6 mm, 100 , 5 àm) ca hóng Waters, tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
2.3.5. Phương pháp phân tích chỉ số COD
Chỉ số COD của mẫu nước được xác định theo phương pháp 5520 Chemical oxygen demand (COD) [115].
* Xây dựng đường chuẩn sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào giá trị COD
Lấy 7 ống phá mẫu xác định COD (đường kính 16 mm, có nắp vặn TFE). Từ dung dịch chuẩn COD 1000 (mg/L O2), thêm nước cất 2 lần, dung dịch K2Cr2O7 và dung dịch Ag2SO4, thu được một dãy các dung dịch chuẩn lần lượt ứng với các giá trị COD là 0; 50; 100; 200; 400; 600 và 900. Các thể tích cụ thể được trình bày trong bảng 2.4. Đun hồi lưu kín ở nhiệt độ 150oC trong 120 phút bằng máy phá mẫu COD HACH - DRB 200. Khi đó, ion Cr2O72- bị khử thành ion Cr3+. Sau khi để nguội, đo độ hấp thụ quang của các dung dịch chuẩn tại bước sóng 600 nm trên máy quang phổ UV-Vis Biochrom Libra S60, tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
Bảng 2.4. Thể tích các dung dịch để xây dựng dường chuẩn xác định CODSTT COD (mg/L) C8H5KO4 (mL) H2O (mL) K2Cr2O7 (mL) Ag2SO4 (mL) STT COD (mg/L) C8H5KO4 (mL) H2O (mL) K2Cr2O7 (mL) Ag2SO4 (mL)
1 0 0 2,500 1,5 3,5 2 50 0,125 2,375 1,5 3,5 3 100 0,250 2,250 1,5 3,5 4 200 0,500 2,000 1,5 3,5 5 400 1,000 1,500 1,5 3,5 6 600 1,500 1,000 1,5 3,5 7 900 2,250 0,250 1,5 3,5
*Xác định chỉ sớ COD của dung dịch phân tích
Lấy 2,5 mL dung dịch chất màu trước và sau khi xử lý bằng PMC, thêm 1,5 mL dung dịch K2Cr2O7 và 3,5 mL Ag2SO4 rồi tiến hành quy trình xác định COD như với dung dịch chuẩn. Từ đường chuẩn COD sẽ xác định được chỉ số COD của dung dịch phân tích.
2.3.6. Phương pháp phân tích chỉ số TOC
Tổng lượng carbon (TC) và tổng lượng carbon vô cơ (TIC) được xác định theo TCVN 6634 : 2000 từ đó tính hàm lượng carbon hữu cơ (TOC) [116]. Giá trị nồng độ TOC được xác định bằng phương pháp oxi hoá trong điều kiện nhiệt độ cao 1200oC và giàu oxy trên máy phân tích TOC - N/C 2100 (Analytik Jena AG) tại Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.