NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC MÀNG BISMUT ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG CÁC MẪU NƯỚC TỰ NHIÊN
Hóa Phân tích
Vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải công nghiệp, đặc biệt là kim loại nặng độc hại như Pb(II), Cd(II), Hg(II), Ni(II), Zn(II), đang ngày càng gia tăng, gây lo ngại về sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc xác định nhanh và chính xác nồng độ các chất ô nhiễm, đặc biệt là kim loại nặng lượng vết, là một nhiệm vụ cấp thiết. Các phương pháp phân tích truyền thống như quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), quang phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma (ICP-MS) tuy có độ nhạy cao nhưng còn hạn chế về thời gian làm việc lâu và chi phí thiết bị cao.
Luận án này tập trung vào việc phát triển phương pháp von-ampe hòa tan (SV) sử dụng điện cực màng bismut (BiFE) như một giải pháp thay thế hiệu quả, thân thiện với môi trường. BiFE được công nhận rộng rãi do độ nhạy, tính chọn lọc cao, chi phí thấp, dễ vận hành và khả năng phân tích tại hiện trường.
Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng các phương pháp Von-Ampe hòa tan anot (ASV) và Von-Ampe hòa tan hấp phụ (AdSV) sử dụng điện cực BiFE in situ để xác định đồng thời lượng vết các kim loại Cu, Pb, Cd, Zn trong các mẫu nước tự nhiên.
Những đóng góp chính của luận án bao gồm lần đầu tiên phát triển phương pháp ASV dùng điện cực BiFE in situ để xác định đồng thời bốn kim loại Cu, Pb, Cd và Zn, cùng với việc xây dựng phương pháp AdSV trên điện cực BiFE in situ với phối tử oxin để xác định đồng thời Pb, Cd và Zn trong nước tự nhiên.
Luận án đã khảo sát đặc tính điện hóa của các kim loại trên điện cực BiFE in situ bằng phương pháp von-ampe vòng, xác định các hệ Me/Me (Cu, Pb, Cd, Zn) trong nền đệm axetat và hệ phức MII-oxine/M (Pb, Cd, Zn) trong nền đệm HEPPES đều là hệ thuận nghịch, từ đó đề xuất cơ chế phản ứng điện hóa. Các điều kiện tối ưu cho phương pháp DP-ASV và SqW-AdSV đã được tìm ra thông qua kết hợp các thí nghiệm đơn biến và quy hoạch hóa đa biến, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của các chất cản trở và độ tin cậy của phương pháp.
Các quy trình phân tích đã xây dựng được áp dụng thành công để xác định đồng thời Cu, Pb, Cd, Zn và Pb, Cd, Zn trong các mẫu nước tự nhiên tại tỉnh Quảng Bình. So sánh với phương pháp chuẩn GF-AAS, cả hai phương pháp đều đạt độ đúng và độ lặp lại tốt. Phương pháp DP-ASV cho thấy ưu điểm hơn trong việc xác định đồng thời bốn kim loại và có độ lặp lại tốt hơn. Kết quả khẳng định BiFE in situ là điện cực làm việc hiệu quả, dễ chế tạo và thân thiện môi trường cho phân tích von-ampe hòa tan.