Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp von–ampe hòa tan với điện cực paste nanocacbon biến tính bằng oxit bitmut để xác định hàm lượng vết kim loại

Trong bài báo này đã hướng vào nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo, ghi đo như ảnh hưởng của kích cỡ bề mặt điện cực, nền điện ly, kỹ thuật ghi đo; ảnh hưởng của các ion đi kèm đến việc ghi đo phân tích đồng thời Cd, In, Pb bằng phương pháp SV sử dụng điện cực Bi2O3-CNTPE; đồng thời tiến hành phân tích mẫu chuẩn và phân tích chuẩn so sánh để đánh giá độ đúng, độ chính xác của phương pháp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp von–ampe hòa tan với điện cực paste nanocacbon biến tính bằng oxit bitmut để xác định hàm lượng vết kim loại Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015 NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP VON – AMPE HÒA TAN VỚI ĐIỆN CỰC PASTE NANOCACBON BIẾN TÍNH BẰNG OXIT BITMUT ĐỂ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG VẾT KIM LOẠI Đến tòa soạn 16 - 6 - 2015 Nguyễn Thị Thu Phương Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Trịnh Xuân Giản Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam SUMMARY RESEARCH ON IMPROVEMENT OF STRIPPING VOLTAMMETRY WITH MODIFIED CARBON NANOTUBES PASTE ELECTRODE BY BISMUTH OXIDE TO DETERMINE TRACE LEVELS OF METALS A modified carbon nanotubes paste electrode by bismuth oxide (Bi2O3-CNTPE) in situ was fabricated and applied in differential pulse anodic Stripping Voltammetry (DP-ASV) to determine Cd (II), In (III) and Pb (II) amounts in water samples (river water, lake water). The proposed method was validated determining Pb(II) in certified reference marine sediment (MESS-2) with satisfactory results. The method was validated by comparing the results obtained with those provided by application of the atomic absorption spectrometry. 1. MỞ ĐẦU Đã có nhiều nghiên cứu về chế tạo điện cực sử dụng cho phương pháp Von-Ampe hòa tan (SV) ở Việt Nam và trên thế giới. Ở Việt Nam, năm 2008, đã chế tạo thành công điện cực biến tính đầu tiên - điện cực paste cacbon biến tính bằng HgO để phân tích đồng thời hàm lượng Pb, Cd, Zn và Cu. Công trình này sử dụng nguyên liệu chế tạo điện cực truyền thống là bột than mềm (paste cacbon) [1]. Năm 2011, đã có nghiên cứu sử dụng nafion làm chất biến tính, sau 350 đó tạo màng Bi in situ phân tích hàm lượng Cd bằng phương SV hấp phụ [2]. Năm 2012, lần đầu tiên ở Việt Nam đã sử dụng ống nanocacbon trong chế tạo điện cực và đã tạo màng bitmut trên nền paste nanocabon xác định đồng thời hàm lượng Pb, Cd, In với nền điện ly là đệm axetat và KBr [3]. Đây là điện cực màng bitmut trên nền điện cực ống nanocacbon tự chế tạo và mỗi lần ghi đo cần bổ sung dung dịch Bi3+ để tạo màng Bi theo kiểu in situ. Trên thế giới cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về điện cực biến tính [4,5,6] nhưng - Ống nanocacbon (Hàn Quốc), dầu parafin chưa có công trình nào sử dụng 3 nguyên (Nhật Bản), Bi2O3 (Đức). liệu là ống nanocacbon, dầu parafin và - Mẫu chuẩn phân tích đối chứng được chứng Bi2O3 để chế tạo điện cực và cũng chỉ có 01 nhận (CRM) kí hiệu MESS-2 do Viện nghiên công trình tạo màng bitmut trên nền glassic cứu môi trường Canada cung cấp với hàm cacbon (điện cực không biến tính) phân tích lượng Cd là 0,24 ± 0,01 μg/g mẫu trầm tích hàm lượng In trong sự có mặt của Pb, Cd khô; hàm lượng Pb là 21,9 ± 1,2 μg/g mẫu [7]. Nhằm mở rộng khả năng ứng dụng của trầm tích khô. Các dung dịch làm việc của phương pháp SV, trong bài báo này chúng các ion kim loại (Pb2+, Cd2+, In3+, Cu2+, tôi đã hướng vào nghiên cứu một số yếu tố Zn2+,…) được pha từ dung dịch chuẩn gốc có ảnh hưởng đến quá trình chế tạo, ghi đo nồng độ 1000ppm sử dụng cho AAS của như ảnh hưởng của kích cỡ bề mặt điện Merck (Đức). cực, nền điện ly, kỹ thuật ghi đo; ảnh 2.2. Chế tạo điện cực làm việc hưởng của các ion đi kèm đến việc ghi đo Vỏ điện cực có chiều dài 52 mm, đường phân tích đồng thời Cd, In, Pb bằng phương kính ngoài 8 mm, một đầu ống có thể kết pháp SV sử dụng điện cực Bi2O3-CNTPE; nối với thiết bị cực phổ, một đầu ống để đồng thời tiến hành phân tích mẫu chuẩn và nhồi hỗn hợp vật liệu điện cực. Điện cực có phân tích chuẩn so sánh để đánh giá độ 2 phần: phần trên làm bằng nhựa chịu nhiệt đúng, độ chính xác của phương pháp. Áp để lắp cố định vào thiết bị cực phổ và phần dụng phân tích hàm lượng Cd, In, Pb trong dưới làm bằng teflon để nhồi hỗn hợp vật một số mẫu nước sông hồ. liệu. Phần dưới có thể tháo rời khỏi phần 2. THỰC NGHIỆM trên, 2 phần được ghép nối chặt khít với nhau bằng ốc vít phía bên trong điện cực. 2.1. Thiết bị - Dụng cụ - Hóa chất - Thiết bị cực phổ đa năng 797 VA Hỗn hợp vật liệu nhồi điện cực gồm ống Computrace do hãng Metrohm (Thụy Sĩ) nanocacbon, Bi2O3, dầu parafin theo tỉ lệ sản xuất. 58:7:35 (theo tỉ lệ % về khối lượng). Lắp - Thiết bị đo quang phổ hấp thụ nguyên tử điện cực vào vị trí điện cực làm việc của AAS, Perkin Elmer 3300, Mỹ. thiết bị cực phổ. - Đèn chiếu UV PLF 12 (bước sóng 254 Các điều kiện thí nghiệm như ghi ở bảng 1. nm), Budapest, Hunggary. Bảng 1: Các điều kiện thí nghiệm Điều kiện đo Giá trị Điều kiện đo Giá trị -1,2V Thời gian nghỉ (trest) 20s 60s Biên độ xung (∆E) 30mV +0,3V Bề rộng xung (tpulse) 40ms Thời gian làm sạch điện cực (tclean) 60s Bước nhảy thế (Ustep) 6mV Thời gian sục khí nitơ đuổi oxi (tN2) 120s Tốc độ quay điện cực (ω) 2000 Thế điện phân làm giàu (Edep) Thời gian điện phân làm giàu (tdep) Thế làm sạch điện cực (Eclean) Khoảng quét thế (Erange) -1,0V ÷ +0,3V Tốc độ quét thế (v) 15mV/s 351 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích cỡ bề mặt đ ...