Chào mừng cô và các bạn đang đến với bài thuyết trình của nhóm Chủ Đề: Nghiên cứu phương pháp Von-Ampe hòa tan với điện cực paste nanocacbon biến tính bằng oxit bitmut để xác định hàm lượng vết cadimi (Cd), indi (In) và chì (Pb) Nội dung nghiên cứu I Tổng quan về phương pháp nghiên cứu II Kết quả và thảo luận III Kết luận 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 Phương pháp Von - Ampe hòa tan 1.1 Nguyên tắc của phương pháp Von - Ampe hòa tan 1.2 Các kỹ thuật ghi đường Von - Ampe hòa tan 1.3 Ưu điểm của phương pháp Von - Ampe hòa tan 1.1 Nguyên tắc của phương pháp Von - Ampe hòa tan  Giai đoạn làm giàu : Chất phân tích được làm giàu lên bề mặt điện cực làm việc Điện cực làm việc thường là: + Điện cực giọt thuỷ ngân treo (HMDE) + Điện cực màng thuỷ ngân (HgFE) + Điện cực đĩa quay bằng vật liệu trơ, màng bitmut trên bề mặt điện cực rắn trơ hoặc trên bề mặt điện cực paste cacbon  Giai đoạn hoà tan: Hoà tan chất phân tích khỏi bề mặt điện cực làm việc bằng cách quét thế theo một chiều xác định (anot hoặc catot) đồng thời ghi đường Vonampe hoà tan bằng một kĩ thuật điện hoá nào đó + Nếu quá trình hòa tan ở anot thì gọi là phương pháp Von-Ampe hòa tan anot (ASV) + Nếu quá trình hòa tan ở catot thì phương pháp được gọi là Von-Ampe hòa tan catot (CSV) 1.2 Các kỹ thuật ghi đường Von - Ampe hòa tan  Von-Ampe quét thế tuyến tính (LC)  Von-Ampe xung vi phân (DP)  Von-Ampe sóng vuông (SWV),… 1.3 Ưu điểm của phương pháp Von - Ampe hòa tan  Phương pháp SV có độ nhạy và độ tin cậy cao, có quy trình phân tích đơn giản, có thể giảm thiểu được ảnh hưởng của các nguyên tố cản bằng cách chọn đúng các điều kiện thí nghiệm: như nền điện phân, thế điện phân làm giàu, pH…  Trong những nghiên cứu về độc học và môi trường, phương pháp SV có thể xác định được các dạng tồn tại của các chất trong môi trường và có thể phân tích hiện trường vết các chất 2 Điện cực cacbon biến tính bitmut xác định Cd, In, Pb Hình 1.2 Tỷ phần các vật liệu khác nhau dùng để chế tạo điện cực xác định Pb bằng phương pháp phân tích điện hóa  Ta có thể chia ra làm các loại điện cực bitmut khác nhau và có thể chia thành 5 loại chính sau:  Điện cực màng bitmut trên nền điện cực cacbon ex situ (ex situ Bi-CPE)  Điện cực màng bitmut trên nền điện cực cacbon in situ (in situ Bi-CPE)  Điện cực biến tính khối bitmut (Bulk Bi-CPE)  Điện cực ống nano cacbon biến tính bitmut (Bi-CNTPE)  Điện cực cacbon biến tính hạt nano bitmut (BiNP-CPE) 3 Giới thiệu chung về Cd, In và Pb Cadimi, 48Cd Indi, 49In Chì, 82Pb  Sau khi kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn thì ta tiến hành tính toán độ nhạy của phương pháp  Độ nhạy tương đối của phương pháp:  Cd: 0,69 ÷ 1,14 μA/ppb  In :0,04 ÷ 0,32 μA/ppb  Pb:0,88 ÷ 1,14 μA/ppb Phương pháp Von-Ampe hòa tan anot xung vi phân sử dụng điện cực paste ống nanocacbon biến tính bằng bitmut oxit Độ nhạy cao Độ lặp lại tốt LOD và LOQ thấp Phù hợp để phân tích hàm lượng vết của Cd, In và Pb Khoảng tuyến tính rộng 3.5 PHÂN TÍCH MẪU THỰC VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH 3.5.1 Phân tích mẫu chuẩn 5g 0 0 105 C-110 c 15 phút Mẫu trầm tích Cốc Máy sấy Bình hút ẩm khô 7ml HNO3 đặc 3g 1ml nước cất siêu 21ml HCl đặc sạch Để yên trong 16h Sơ đồ phân tích mẩu chuẩn Mẫu, Nước cất, HNO3đặc, HClđặc Đá bọt Đun từ từ đến sôi, duy trì trong 2h, để nguội Tráng ống sinh hàn bằng 10ml HNO3 0,5M Dung dịch thu được cho vào bình điện phân 100l 100l Dung dịch thu được cho vào bình phản ứng sau Rữa cặn không tan trên giấy lọc với 5ml HNO 3 0,5M, đó lọc dung dịch cho vào bình định mức rữa tiếp với dd điệm axetat và KBr 0,1M Điều chỉnh pH=4,5 bằng dd CH3COOH 0,1M, Định mức 100ml tới vạch định mức bằng dd NaOH đệm axetat và KBr 0,1M, pH=4,5 0,1M, dd đệm axetat 0,1 M và KBr 0,1M Bình định mức 100ml Bình định mức 10ml Định mức tới vạch dd chuẩn, dd điều chỉnh pH Nồng độ Cd2+ , Pb2+ trong mẫu chuẩn (mẫu trầm tích khô) được tính theo công thức: Trong đó:  [Me2+ ]: nồng độ Cd2+ , Pb2+ trong mẫu đem phân tích (ppb)  10: hệ số quy đổi  m: khối lượng mẫu trầm tích khô đem phân tích (g) 3.5.2 Phân tích mẫu thực 3.5.2.1 Lấy mẫu, bảo quản mẫu Mẫu thực tế lấy để phân tích gồm: Nước sông (sông Tô Lịch, sông Nhuệ) , nước hồ (hồ Tây, hồ Trúc Bạch) Nước biển (biển Đông, biển Tĩnh Gia, biển Thịnh Long) Nước thải khu công nghiệp (Quang Minh, Yên Phong) Lọc qua giấy lọc: Ø = 0,45μm Mẫu sau khi lấy về phòng thí nghiệm Bảo quản trong 1 tháng trong chai PP Axit hóa bằng HNO3 đặc tới pH < 2 (1,5 ml HNO3 đặc/1lit mẫu) 3.5.2.2 Phân tích mẫu thực Tiến trình phân tích: Mẫu nước (nước sông hồ, nước biển, nước thải) (bảo quản bằng HNO 3, 1,5ml HNO3/1lit mẫu), lọc bằng màng lọc 0 Hút 10 ml mẫu, chiếu tia UV ở bước sóng 254 nm trong thời gian 90 phút, đun ở 105 C trong 2h (không sôi) Chuyển vào bình định mức 10 ml, định mức bằng dung dịch đệm axetat 0,1 M và KBr 0,1 M (pH = 4,5), chuyển dung dịch từ bình định mức vào bình điện phân Làm sạch bề mặt điện cực ở + 0,3 V trong 60s ÷ 120s, điện phân làm giàu ở thế -1,2 V trong 60 s Thêm chuẩn Pb 2+ , In 3+ – 120 s, tốc độ quay điện cực 2000 vòng/phút 2+ và Cd (2 – 3 lần) Quét thế từ -1,0 V đến – 0,3 V, ghi đường DP-ASV với v = 0,015 V/s, ΔE = 0,03 V, bước nhảy thế 6 mV, thời gian nghỉ 20 s Tiến hành phân tích mẫu nước sông, nước hồ (sông Nhuệ, hồ Trúc Bạch, hồ Tây, sông Tô Lịch): 1 Mẫu nước sông Nhuệ gồm 3 mẫu: SN 1: đoạn chảy qua đường Tân Nhuệ SN 2: đoạn chảy qua cầu Liên mạc SN 3: đoạn chảy qua trạm bơm Thụy Phương 2 Mẫu nước Hồ Trúc Bạch gồm 3 mẫu: TB 1: đoạn chảy qua đường Thanh Niên TB 2: đoạn chảy qua phố Trấn Vũ TB 3: giữa hồ 3 Mẫu nước sông Tô Lịch gồm 4 mẫu : STL 1: đoạn chảy qua gần Cầu Giấy STL 2: đoạn chảy qua gần đường Hoàng Quốc Việt STL 3: đoạn chảy qua gần đường Láng STL 4: đoạn chảy qua gần cầu Yên Hòa 4 Mẫu nước hồ Tây gồm 4 mẫu: HT 1: Đoạn chảy qua đường Thanh Niên; HT 2: đoạn chảy qua đường Lạc Long Quân HT 3: đoạn chảy qua đường Trích Sài HT 4: đoạn chảy qua phố Vệ Hồ Trong tất cả các mẫu nước sông hồ phân tích có chứa Pb và hàm lượng cao nhất đến 4,06 ppb, không phát hiện được hàm lượng In trong các mẫu và chỉ có 3 mẫu có Cd với hàm lượng từ 0,52 ppb đến 1,22 ppb Tiến hành phân tích mẫu nước biển (biển Đông, biển Thịnh Long và biển Tĩnh Gia): Tiến hành phân tích các mẫu nước thải khu công nghiệp (khu công nghiệp Yên Phong và khu công nghiệp Quang Minh) Phân tích so sánh với phương pháp chuẩn AAS Để so sánh phương pháp DP-ASV sử dụng điện cực Bi2O3-CNTPE (DP-ASV/Bi2O3-CNTPE) với một số phương pháp khác, ta tiến hành định lượng Pb trong một số mẫu nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lò graphit (GF-AAS) (coi phương pháp GF-AAS là phương pháp chuẩn) Phương pháp DP-ASV Phương pháp quang phổ sử dụng điện cực Bi2O3- hấp thụ nguyên tử lò CNTPE graphit Bảng 3.26 Kết quả phân tích Pb, Cd trong mẫu nước bằng hai phương pháp DP-ASV/Bi2O3-CNTPE và GF-AAS Có Độ tin độ đúng cậy cao tốt Phương pháp DP-ASV/Bi2O3-CNTPE có thể sử dụng để phân tích các ion nghiên cứu