Luận Văn Thạc Sĩ: Xác Định Nhanh Crom Hexavalent Trong Nước Máy Sử Dụng Chip Vi Lưu

• Tác giả: Ta Thi Viet Nga
• Người hướng dẫn: Prof. Yuh-Chang Sun
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Rapid determination Hexavalent Chromium in tap water by using a Microfluidic dilution chip
• Loại tài liệu: Bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENT
• ABSTRACT
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ABBRIVIATIONS
• I. RESEARCH RATIONALE
• 1. LIMITATIONS OF THE STUDY
• 2. MICROFLUIDIC DILUTION CHIP
• 2.1. Microfluidics
• 2.2. Microfluidic dilution chip
• 2.3. Gradient generation and related studies
• 3. HEXAVALENT CHROMIUM IN WATER – COLORIMETRIC METHOD
• 4. DESIGN MICROCHANNEL ON AUTOCAD SOFTWARE FOR ENGRAVING ON PMMA SHEET
• 5. INSPECTION OF THE CHANNEL
• 6. CREATING THE INPUT ON CHIP
• 7. NAPORT CONNECTIONS WITH MICROFLUIDIC DILUTION CHIP
• 8. VERIFY OF MICROFLUIDIC DILUTION CHIP OPERATION WITH RHODAMINE SOLUTION
• 9. DETERMINATION HEXAVALENT CHROMIUM IN TAP WATER
• 10. FABRICATION MICROCHANNELS ON PMMA BY CO2-LASER ENGRAVER
• 11. EFFECT OF SPEED AND POWER OF CO2 LASER ON MICROCHANNELS OF CHIP
• 12. VERIFY OF MICROFLUIDIC DILUTION CHIP’S CHANNEL
• 13. DISCUSSION AND CONCLUSION

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định nhanh Crom Hexavalent (Cr6+) trong nước máy bằng chip vi lưu. Crom Hexavalent là một chất độc hại, có nguy cơ gây ung thư khi tiếp xúc lâu dài. Phương pháp truyền thống như AAS, ICP-AES, và ICP-MS đòi hỏi thiết bị đắt tiền và quy trình phức tạp. Chip vi lưu được phát triển để khắc phục những hạn chế này, giúp xác định nhanh và đơn giản hóa quy trình.

1.1. Lý do nghiên cứu

Sự phát triển công nghiệp dẫn đến ô nhiễm kim loại nặng trong nước, đặc biệt là Crom Hexavalent. WHO khuyến cáo nồng độ tối đa cho phép là 0.05 mg/l. Các phương pháp hiện tại tốn kém và phức tạp, không phù hợp để sử dụng tại nhà. Chip vi lưu được đề xuất như một giải pháp thay thế hiệu quả.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm phát triển phương pháp xác định nhanh Cr6+ trong nước máy bằng chip vi lưu, giảm chi phí và đơn giản hóa quy trình. Đồng thời, khuyến khích ứng dụng chip vi lưu trong các lĩnh vực môi trường.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng chip vi lưu được chế tạo từ PMMA bằng công nghệ CO2-Laser Engraver. Quy trình bao gồm thiết kế kênh vi lưu, kiểm tra kênh, và xác định Cr6+ bằng phương pháp Colorimetric. Kết quả cho thấy độ chính xác cao với R2 = 0.9809.

2.1. Thiết kế và chế tạo chip vi lưu

Chip vi lưu được thiết kế trên phần mềm AutoCAD và chế tạo bằng CO2-Laser Engraver. Các thông số như công suất và tốc độ laser được điều chỉnh để tạo ra kênh vi lưu có kích thước tối ưu. PMMA được chọn vì tính chất hóa học ổn định và chi phí thấp.

2.2. Phương pháp Colorimetric

Phương pháp Colorimetric dựa trên phản ứng giữa Cr6+ và 1.5-Diphenylcarbazide tạo thành hợp chất màu tím, đo độ hấp thụ ở bước sóng 540 nm. Phương pháp này đơn giản, nhanh chóng và có độ chính xác cao.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy chip vi lưu có khả năng xác định Cr6+ trong nước máy với độ chính xác cao. Nồng độ Cr6+ được xác định với tỷ lệ phục hồi 108% (Spike 50 ppb) và 105% (Spike 100 ppb). Phương pháp này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong kiểm tra chất lượng nước.

3.1. Hiệu quả của chip vi lưu

Chip vi lưu cho kết quả chính xác và ổn định, phù hợp để sử dụng tại nhà hoặc công ty. Quy trình đơn giản, không yêu cầu thiết bị đắt tiền, giúp giảm chi phí và thời gian kiểm tra.

3.2. Ứng dụng thực tế

Nghiên cứu mở ra hướng ứng dụng chip vi lưu trong các lĩnh vực môi trường, đặc biệt là kiểm tra chất lượng nước. Phương pháp này có thể được sử dụng để giám sát ô nhiễm kim loại nặng trong nước một cách hiệu quả.

IV. Kết luận

Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của chip vi lưu trong việc xác định nhanh Cr6+ trong nước máy. Phương pháp này đơn giản, nhanh chóng và có độ chính xác cao, phù hợp để ứng dụng trong thực tế. Chip vi lưu là một giải pháp tiềm năng để giảm chi phí và đơn giản hóa quy trình kiểm tra chất lượng nước.