Luận án tiến sĩ: Phát triển điện cực vàng đồng xác định thủy ngân trong nước tự nhiên

• Tác giả: Nguyễn Thị Nhi Phương
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Thái Long
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Phát Triển Điện Cực Vàng Đồng Để Xác Định Thủy Ngân Trong Nước
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Huế

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. GIỚI THIỆU VỀ THỦY NGÂN
• 1.1.1. Sơ lược về thủy ngân
• 1.1.2. Các nguồn phát sinh và dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường
• 1.1.3. Tác hại của thủy ngân đối với con người và môi trường
• 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH LƯỢNG VẾT THỦY NGÂN
• 1.2.1. Các phương pháp quang phổ nguyên tử
• 1.2.2. Phương pháp phân tích điện hóa
• 1.2.3. Một số phương pháp phân tích khác
• 1.3. NHẬN XÉT CHUNG PHẦN TỔNG QUAN
• 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Thiết bị dụng cụ và hóa chất. Xác định diện tích bề mặt điện cực
• 2.1.2. Tiến trình phương pháp von-ampe hòa tan
• 2.1.3. Phương pháp đánh giá độ tin cậy của phương pháp phân tích
• 2.1.4. Công cụ phân tích thống kê
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH VON-AMPE HÒA TAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE VÒNG
• 3.1.1. Xác định diện tích bề mặt hoạt động của điện cực
• 3.1.2. Đặc tính von-ampe hòa tan của Hg
• 3.2. NGHIÊN CỨU ĐỊNH LƯỢNG THỦY NGÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN ANOT XUNG VI PHÂN
• 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của thành phần nền
• 3.2.2. Ảnh hưởng nồng độ dung dịch Au(III) và Cu(II) đến tín hiệu hòa tan của Hg
• 3.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn vật liệu nhồi điện cực than nhão
• 3.2.4. Ảnh hưởng của thế và thời gian điện phân làm giàu
• 3.2.5. Ảnh hưởng của thế và thời gian làm sạch
• 3.2.6. Ảnh hưởng của tốc độ quay điện cực (ω)
• 3.2.7. Ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật von-ampe hòa tan xung vi phân
• 3.2.8. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp. Ảnh hưởng của chất cản trở
• 3.2.9. Quy trình phân tích
• 4. ÁP DỤNG THỰC TẾ VÀ XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH
• 4.1. Chuẩn bị mẫu
• 4.2. Kiểm soát chất lượng quy trình phân tích
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ
• LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về thủy ngân

Thủy ngân (Hg) là một trong những kim loại độc hại nhất đối với con người và môi trường. Hợp chất thủy ngân, đặc biệt là metyl thủy ngân, có khả năng tích lũy sinh học cao, gây ra nhiều bệnh nguy hiểm như tổn thương não, hệ thần kinh và thận. Nồng độ tối đa cho phép của Hg trong nước uống theo quy định của WHO và các tổ chức khác là 1 ppb. Do đó, việc phát triển các phương pháp phân tích lượng vết Hg trong nước tự nhiên là rất cần thiết.

1.1. Các nguồn phát sinh và dạng tồn tại của thủy ngân

Thủy ngân có thể xuất hiện trong môi trường từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và tự nhiên. Các dạng tồn tại của thủy ngân trong môi trường bao gồm thủy ngân nguyên tố, thủy ngân vô cơ và thủy ngân hữu cơ. Mỗi dạng có tính chất và mức độ độc hại khác nhau, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.

1.2. Tác hại của thủy ngân đối với con người và môi trường

Thủy ngân có thể gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người, đặc biệt là đối với trẻ em và phụ nữ mang thai. Nó có thể gây ra các vấn đề về phát triển thần kinh, tổn thương thận và các vấn đề về nội tiết. Ngoài ra, thủy ngân cũng gây ra những tác động tiêu cực đến hệ sinh thái, làm giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn.

II. Các phương pháp phân tích lượng vết thủy ngân

Có nhiều phương pháp phân tích lượng vết thủy ngân, bao gồm quang phổ huỳnh quang hóa hơi lạnh (CV-AFS), quang phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (CV-AAS) và khối phổ plasma (ICP-MS). Mặc dù các phương pháp này có độ nhạy cao, nhưng chi phí thiết bị và phân tích rất cao, làm cho chúng khó áp dụng trong nhiều phòng thí nghiệm.

2.1. Các phương pháp quang phổ nguyên tử

Các phương pháp quang phổ nguyên tử như CV-AFS và CV-AAS thường được sử dụng để xác định thủy ngân. Những phương pháp này có độ nhạy cao và giới hạn phát hiện thấp, nhưng yêu cầu thiết bị đắt tiền và kỹ thuật phức tạp.

2.2. Phương pháp phân tích điện hóa

Phương pháp phân tích điện hóa, đặc biệt là phương pháp von-ampe hòa tan (ASV), đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Phương pháp này có độ nhạy tương đương với các phương pháp quang phổ nhưng chi phí thấp hơn, giúp dễ dàng áp dụng trong thực tế.

III. Nghiên cứu phát triển điện cực vàng đồng

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển điện cực vàng đồng để xác định lượng vết thủy ngân trong nước tự nhiên bằng phương pháp ASV. Điện cực vàng có khả năng tương tác tốt với thủy ngân, trong khi đồng cũng có thể tạo thành hỗn hống với thủy ngân, từ đó nâng cao độ nhạy của phương pháp phân tích.

3.1. Đặc tính von ampe hòa tan của thủy ngân

Khảo sát đặc tính von-ampe hòa tan của thủy ngân trên các loại điện cực khác nhau cho thấy điện cực màng vàng có mặt đồng (AuFE-Cu) cho kết quả tốt nhất. Điều này cho thấy sự kết hợp giữa vàng và đồng có thể cải thiện đáng kể độ nhạy của phương pháp phân tích.

3.2. Quy trình phân tích lượng vết thủy ngân

Quy trình phân tích lượng vết thủy ngân bằng phương pháp ASV với điện cực AuFE-Cu đã được xây dựng và áp dụng vào thực tế. Quy trình này có độ tin cậy cao và chi phí phân tích thấp, giúp dễ dàng áp dụng trong các phòng thí nghiệm.