Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu xác định cadmi trong mẫu môi trường

• Tác giả: Nguyễn Hải Phong
• Người hướng dẫn: TS. Từ Vọng Nghi
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa học phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Xác Định Cadmi Trong Môi Trường Bằng Phương Pháp Von-Ampe Hòa Tan Hấp Phụ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• MỤC LỤC
• 1. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
• 2. DANH MỤC CÁC BẢNG
• 3. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 4. MỞ ĐẦU
• 5. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
• 5.1. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP VON-AMPE HÒA TAN HẤP PHỤ
• 5.2. GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT CHIẾT PHA RẮN
• 5.3. GIỚI THIỆU VỀ CADMI
• 5.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG VẾT Cd
• 5.5. NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN THIẾT KHI NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VẾT VÀ SIÊU VẾT
• 5.6. KẾT LUẬN CHUNG PHẦN TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
• 6. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 6.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 6.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 6.2.1. Tiến trình thí nghiệm theo phương pháp von-ampe hòa tan
• 6.2.2. Tiến trình thí nghiệm theo kỹ thuật chiết pha rắn
• 6.2.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích điện hóa
• 7. THIẾT BỊ DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT
• 7.1. Thiết bị và dụng cụ
• 8. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
• 8.1. NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA VÀ THÀNH PHẦN PHỨC CHẤT
• 8.1.1. Lựa chọn dung dịch đệm và thuốc thử tạo phức
• 8.1.2. Đặc tính von-ampe hòa tan hấp phụ của Cd
• 8.1.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích điện hóa
• 8.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN TÍN HIỆU HÒA TAN CỦA Cd
• 8.2.1. Lựa chọn điện cực làm việc. Lựa chọn kỹ thuật đo tín hiệu hòa tan
• 8.2.2. Ảnh hưởng pH của dung dịch đệm Tris
• 8.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ đệm Tris
• 8.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ ion Bi(III) tạo màng in situ
• 8.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ 2-MBT
• 8.2.6. Ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu
• 8.2.7. Ảnh hưởng của thời gian điện phân làm giàu
• 8.2.8. Ảnh hưởng của thế hấp phụ làm giàu
• 8.2.9. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ làm giàu
• 8.2.10. Ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật von-ampe sóng vuông
• 8.2.11. Ảnh hưởng của các chất cản trở
• 8.2.12. Ảnh hưởng của chế độ làm sạch bề mặt điện cực làm việc
• 8.2.13. Nghiên cứu biến tính điện cực BiFE bằng Nafion
• 8.2.14. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp SW-AdSV
• 8.2.15. Kết luận phần nghiên cứu phương pháp von-ampe hòa tan hấp phụ
• 8.3. NGHIÊN CỨU TÁCH VÀ LÀM GIÀU Cd BẰNG KỸ THUẬT CHIẾT PHA RẮN
• 8.3.1. Kiểm soát chất lượng phương pháp DP-ASV dùng điện cực MFE in situ
• 8.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu quả tách và làm giàu Cd bằng kỹ thuật chiết pha rắn
• 8.3.3. Kết luận phần tách và làm giàu Cd bằng kỹ thuật chiết pha rắn
• 8.4. XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ
• 8.4.1. Xây dựng quy trình phân tích
• 8.4.2. Phân tích mẫu thực tế
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về cadmi và ô nhiễm môi trường

Cadmi (cadmi) là một kim loại nặng có độc tính cao, thường tồn tại ở dạng vết trong môi trường. Ô nhiễm cadmi trong môi trường nước và đất đang trở thành vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là ở các khu vực công nghiệp. Theo báo cáo, nồng độ cadmi trong nước mặt sông Hồng đã tăng gấp nhiều lần so với mức cho phép, cho thấy sự gia tăng ô nhiễm cadmi (ô nhiễm cadmi) trong môi trường. Cadmi có khả năng tích lũy trong cơ thể sống, gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng như suy thận và loãng xương. Việc xác định chính xác nồng độ cadmi trong môi trường là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Các phương pháp phân tích hiện đại như quang phổ và điện hóa đã được áp dụng để xác định cadmi, trong đó phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ (phương pháp von ampe) được đánh giá cao về độ nhạy và độ chọn lọc.

II. Phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ

Phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ (phương pháp von ampe) là một kỹ thuật phân tích điện hóa hiện đại, cho phép xác định nồng độ cadmi với độ nhạy cao. Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên việc hấp phụ ion cadmi lên bề mặt điện cực trong quá trình điện phân. Sau đó, tín hiệu điện được ghi lại khi ion cadmi được giải phóng. Phương pháp này có nhiều ưu điểm như chi phí thấp, quy trình đơn giản và khả năng phát hiện nồng độ cadmi ở mức siêu vết. Việc sử dụng điện cực màng bitmut (điện cực BiFE) trong phương pháp này đã cho thấy hiệu quả cao trong việc xác định cadmi, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm từ thủy ngân. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc biến tính điện cực bằng Nafion có thể cải thiện độ nhạy và độ ổn định của phương pháp.

III. Kỹ thuật chiết pha rắn trong phân tích cadmi

Kỹ thuật chiết pha rắn (chiết pha rắn) là một phương pháp tách và làm giàu chất phân tích, được sử dụng rộng rãi trong phân tích cadmi. Kỹ thuật này cho phép tách cadmi từ mẫu môi trường một cách hiệu quả, giúp nâng cao độ nhạy của phương pháp phân tích. Việc kết hợp kỹ thuật chiết pha rắn với phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ đã tạo ra một quy trình phân tích mạnh mẽ, cho phép xác định cadmi trong các mẫu nước tự nhiên với độ chính xác cao. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện chiết pha rắn như pH, nồng độ dung môi và thời gian chiết có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu quả tách cadmi. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng quy trình này có thể áp dụng thành công để phân tích cadmi trong các mẫu môi trường khác nhau.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp von ampe hòa tan hấp phụ kết hợp với kỹ thuật chiết pha rắn có thể xác định cadmi với độ nhạy và độ chính xác cao. Các mẫu môi trường được phân tích cho thấy nồng độ cadmi vượt mức cho phép, điều này nhấn mạnh sự cần thiết phải kiểm soát ô nhiễm cadmi trong môi trường. Phương pháp này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu khoa học mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc giám sát chất lượng môi trường. Việc áp dụng quy trình phân tích này trong các phòng thí nghiệm ở Việt Nam sẽ giúp nâng cao khả năng phát hiện và kiểm soát ô nhiễm cadmi, từ đó bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.