BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN MINH HUY NGHIÊN CỨU ĐIỆN CỰC ỨNG DỤNG ĐỂ PHÂN TÍCH AMONI VÀ NITRAT TRONG NƯỚC NUÔI THỦY SẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA Chuyên ngành: Hóa lí thuyết và hóa lí Mã số: 8440119 Người hướng dẫn: PGS. NGUYỄN THỊ VƯƠNG HOÀN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và các cộng sự. Các số liệu và kết quả nghiên cứu đưa ra trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Học viên NGUYỄN MINH HUY LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. Nguyễn Thị Vương Hoàn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm và các Thầy, Cô bộ môn Hóa Học trường Đại học Quy Nhơn đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô khoa KHTN, khoa Kỹ thuật công nghệ trường Đại học Quy Nhơn; Trường Cao đẳng kỹ thuật & Công nghệ Quy Nhơn; Phòng TN Công nghệ nano trường ĐHKHTN - TP.HCM đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn đề tài ĐTĐLCN.44/22 của Bộ KH & CN đã cho phép cùng tham gia nghiên cứu thực hiện. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và tập thể lớp cao học K23 đã luôn động viên, khích lệ tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Vì bản thân còn nhiều hạn chế về kiến thức cũng như thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ Thầy, Cô để luận văn được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Quy Nhơn, ngày 30 tháng 8 năm 2022 Học viên MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VỄ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài . Mục tiêu của đề tài . Đối tượng và phạm vi nghiên cứu . Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu . Chuẩn bị điện cực . Khảo sát và đánh giá một số đặc trưng của điện cực làm việc trong hệ thiết bị điện hóa . Khảo sát đặc tính điện hóa của điện cực màng chọn lọc ion amoni. Khảo sát đặc tính điện hóa của điện cực màng chọn lọc ion nitrat . Kết quả xử lý mẫu (mẫu lấy tại thực địa để đánh giá amoni và nitrat) . 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT.1 Đánh giá tổng quan tình hình nuôi trồng thủy sản trên thế giới và ở Việt Nam . Nhu cầu và tầm quan trọng của ngành nuôi trồng thủy sản . Những bất cập và hạn chế trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam . Công tác giám sát và quản lý chất lượng nước nuôi thủy sản (NTS) . Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước nuôi thủy sản . Các chỉ tiêu vật lý . Các chỉ tiêu hóa học . Các phương pháp đo hàm lượng amoni và nitrat trong nước nuôi thủy sản . Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử . Phương pháp sắc ký ion. Phương pháp điện hóa . Giới thiệu điện cực chọn lọc ion tiếp xúc rắn. Các đặc trưng của điện cực . Giới thiệu điện cực chọn lọc ion tiếp xúc rắn . Các đặc trưng của điện cực . Giới thiệu tổng quan kỹ thuật quang khắc dùng trong chế tạo cảm biến điện hóa .37 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM . Thiết bị, hóa chất và thực nghiệm. Thiết bị, hóa chất . Đánh giá điện cực . Các phương pháp đặc trưng . Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope, SEM)45 2. Phương pháp quang phổ tia X phân tán năng lượng (Energy Dispersive X ray Spectrocopy, EDX) . Khảo sát và đánh giá một số đặc tính của điện cực làm việc trong hệ thiết bị điện hóa . Khảo sát điện cực đo amoni. Khảo sát điện cực đo nitrat . Tính toán các đại lượng trong phép đo . Xử lý mẫu nước thực tế.49 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . Đặc tính cấu trúc của điện cực chế tạo . Điện cực màng chọn lọc ion amoni NH4+ . Điện cực màng chọn lọc ion nitrat NO3- . Khảo sát và đánh giá đặc tính điện hóa của điện cực. Kết quả khảo sát đặc tính điện hóa của điện cực màng chọn lọc ion amoni56 3. Kết quả khảo sát đặc tính điện hóa của điện cực màng chọn lọc ion nitrat NO3- . Kết quả phân tích hàm lượng amoni và nitrat trong mẫu nước nuôi thủy sản .70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.73 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hòa tan) COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) DO : Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan) EDX : Energy Dispersive X- Ray pectroscopy (Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X) IEC : Ion Exchange Chromatography (Phương pháp sắc ký ion) ISE : Ion Selective Electrode (Chọn lọc ion) ISM : Ion Selective Membrane (Màng chọn lọc ion) L : Lít LOD : Limit Of Detection (Giới hạn phát hiện) mg : miligam nm : nanomet OCP : Open Circuit Potential (Thế mạch hở) ppm : parts per million (Một phần triệu) SCISE : Solid Contact Ion Selective Electrode (Điện cực chọn lọc ion tiếp xúc rắn) SEM : Scanning Electron Microscope (Phương pháp kính hiển vi điện tử quét) TDS : Total Dissolved Solids (Tổng vật chất hòa tan) TSS : Total Suspended Solids (Tổng vật chất lơ lửng) UV-Vis DRS :UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến) XRD : X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Thành phần các muối có trong 35g muối/1 kg nước . Hàm lượng CaCO3 theo độ cứng của nước . Hàm lượng oxy hòa tan bão hòa trong nước sạch ở áp suất 1 atm và các nhiệt độ khác nhau . Tỷ lệ % của NH3 và tổng nitơ amoni phụ thuộc vào nhiệt độ và pH [21]. Giá trị C để làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải chế biến thủy sản [27].1: Thành phần nguyên tử các nguyên tố trong NH4+ (ISM) – ionophore; NH4 + (ISM) – ionophore và PVC; trong điện cực màng chọn lọcion amoni NH4+ trạng thái rắn (S-ISM) . Điện thế của điện cực và độ lệch chuẩn trong phép đo thế OCP của ion amoni ở các nồng độ . Giá trị OCP (mV) của điện cực màng chọn lọc ion NH4+ theo thời gian . Giá trị OCP của điện cực màng chọn lọc ion amoni theo thời gian ở các lần thí nghiệm (với điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl) . Giá trị thế OCP của điện cực màng chọn lọc ion amoni theo thời gian (điện cực so sánh là điện cực Ag/AgCl/KCl, có sử dụng dung dịch hiệu chỉnh lực ion amoni) . Giá trị OCP (mV) của điện cực màng chọn lọc ion amoni NH4+ theo thời gian (với điện cực so sánh là điện cực kép Ag/AgCl/ KCl/LiAc) .7: Các giá trị hệ số chọn lọc ion NH4+ so với một số ion gây nhiễu . Điện thế của điện cực và độ lệch chuẩn trong phép đo thế OCP của ion nitrat NO3- ở các nồng độ . Giá trị OCP của điện cực màng chọn lọc ion nitrat theo thời gian ở các lần thí nghiệm (với điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl) . Giá trị OCP của điện cực màng chọn lọc ion nitrat theo thời gian ở các lần thí nghiệm (với điện cực so sánh Ag/AgCl/LiCl) . Các giá trị hệ số chọn lọc ion NO3- so với một số ion gây nhiễu . Thông số môi trường nuôi Cá Chình thương phẩm . Nồng độ ion amoni và nitrat trong mẫu nước nuôi thủy sản . 70 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VỄ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1. Thang đo chỉ số DO (O2 mg/l) ảnh hưởng đến thủy sản nuôi . Sơ đồ SCISE sử dụng màng điện ly bão hòa ion . Hệ thiết bị đo điện hoá đa năng.1: Ảnh SEM and EDX của màng NH4 + (ISM) – ionophore.2: Ảnh SEM và EDX của màng NH4 + (ISM) - ionophore khi trộn với PVC.3: Điện cực màng chọn lọc ion NH4+ trạng thái rắn (S-ISM) . Phổ EDX của màng nitrat ionophore VI và PVC . Phổ EDX và ảnh chụp bề mặt điện cực sau khi phủ màng . Đường chuẩn của NH4+ biểu diễn dạng Log[NH4+] . Sự thay đổi giá trị OCP của điện cực S-ISM NH4+ theo thời gian . Sự thay đổi giá trị OCP của điện cực màng chọn lọc ion amoni NH4+ theo thời gian ở các lần thí nghiệm (điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl) . Sự thay đổi thế OCP của điện cực màng chọn lọc ion amoni theo thời gian (điện cực so sánh là điện cực Ag/AgCl/KCl, có sử dụng dung dịch hiệu chỉnh lực ion amoni) . Sự thay đổi giá trị OCP của điện cực theo thời gian ở các lần thí nghiệm với điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl/LiAc. Ảnh hưởng của một số ion gây nhiễu đến giá trị OCP của điện cực chọn lọc ion NH4+ . Đường chuẩn của các dung dịch ion nitrat biểu diễn dạng Log[NO3-].13: Sự thay đổi giá trị OCP của điện cực theo thời gian . Sự thay đổi giá trị OCP của điện cực theo thời gian ở các lần thí nghiệm (với điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl) . Sự thay đổi giá trị OCP của điện cực theo thời gian ở các lần thí nghiệm (với điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl/LiAc). Ảnh hưởng của một số ion gây nhiễu đến giá trị thế OCP của điện cực chọn lọc ion NO3-. Lý do chọn đề tài Có thể nói, kiếm soát chất lượng môi trường nước nói chung, các nguồn nước trong nuôi thủy sản nói riêng là chìa khóa quan trọng để đảm bảo sự thành công trong công tác quan trắc và đánh giá tác động môi trường nước. Chất lượng nước được đánh giá bằng nhiều thông số sinh, hóa, lý khác nhau và cần được kiểm tra liên tục để có thể kịp thời điều chỉnh để bảo vệ con giống hay động vật thủy sản nuôi.
Nghiên Cứu Phân Tích Amoni và Nitrat trong Nước Nuôi Thủy Sản Bằng Phương Pháp Điện Hóa
Nghiên cứu điện cực ứng dụng trong phân tích amoni và nitrat trong nước nuôi thủy sản bằng phương pháp điện hóa, nâng cao chất lượng nước.
Trường đại học
Đại học Quy NhơnChuyên ngành
Hóa lí thuyết và hóa líNgười đăng
Ẩn danhThể loại
luận vănPhí lưu trữ
35 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Nguyễn Minh Huy
Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Vương Hoàn
Trường học: Đại học Quy Nhơn
Chuyên ngành: Hóa lí thuyết và hóa lí
Đề tài: Nghiên Cứu Điện Cực Ứng Dụng Để Phân Tích Amoni Và Nitrat Trong Nước Nuôi Thủy Sản Bằng Phương Pháp Điện Hóa
Loại tài liệu: luận văn
Năm xuất bản: 2022
Địa điểm: Quy Nhơn
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ