Thạc Sĩ Xây dựng quy trình xác định vết các nguyên tố đất hiếm trong một số đối tượng bằng ICP-MS

5
Mục lục


Những từ Viết tắt .3
Mục lục 5
mở đầu 9
ch-ơng 1 tổng quan 10
1.1 Các ph-ơng pháp tách và xác định các REES 11
1.1.1 Các ph-ơng pháp tách các REEs .11
1.1.1.1 Ph-ơng pháp kết tủa 12
1.1.1.2 Ph-ơng pháp trao đổi ion 12
1.1.2 Ph-ơng pháp xác định các REEs .14
1.1.2.1 Xác định REEs bằng ICP-MS . 14
1.1.2.2 Xác định REEs bằng ICP-AES 18
1.1.2.3 Xác định các REEs bằng ph-ơng pháp kích hoạt nơtron. . 19
1.1.2.4 Xác định các REEs bằng ph-ơng pháp huỳnh quang tia X (XRF) 22
1.2 ảnh h-ởng của các mảnh đa nguyên tử . 22
ch-ơng 2 Nội dung Ph-ơng pháp nghiên cứu, thiết bị dụng
cụ và hoá chất 25
2.1 Nội dung và ph-ơng pháp nghiên cứu 25
2.1.1 Nghiên cứu ảnh h-ởng và tối -u hóa các thông số và điều kiện phân tích
REEs bằng ICP-MS .25
2.1.1.1 Nghiên cứu ảnh h-ởng của các thông số điều kiện làm việc của
plasma (Plasma Condition) . 25
2.1.1.2 Nghiên cứu ảnh h-ởng của các thông số làm việc của các thấu kính
ion (ion lenses) . 25
2.1.2 Nghiên cứu ảnh h-ởng của các mảnh oxyt và hydroxyt đến sự xác định các
REEs bằng ICP-MS, ph-ơng pháp loại trừ. .25
2.1.2.1 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối -u nhằm hạn ảnh h-ởng của các
mảnh oxyt và hydroxyt (mảnh đa nguyên tử) . 25 6
2.1.2.2 Hiệu chỉnh ảnh h-ởng của các mảnh đa nguyên tử bằng ph-ơng
trình toán học . 26
2.1.3 Nghiên cứu quá trình tách REES bằng ph-ơng pháp sắc ký trao đổi ion 26
2.1.3.1 Nghiên cứu lựa chọn nhựa 26
2.1.3.2 Nghiên cứu điều kiện tách tổng l-ợng vết REEs bằng ph-ơng pháp
trao đổi ion . 26
2.1.4 Phân tích mẫu spike, mẫu chuẩn sinh học và địa chất .27
2.1.5 Phân tích các mẫu sinh học và địa chất thực tế 27
2.2 Thiết bị, dụng cụ hoá chất 27
2.2.1 Thiết bị dụng cụ .27
2.2.2 Hoá chất và dung dịch chuẩn .28
ch-ơng 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 29
3.1 Nghiên cứu ảnh h-ởng và tối -u hóa các thông số và điều
kiện phân tích REEs bằng ICP-MS . 29
3.1.1 Nghiên cứu ảnh h-ởng của các thông số điều kiện làm việc của plasma
(plasma conditions) 29
3.1.1.1 Nghiên cứu ảnh h-ởng của CGFR . 30
3.1.1.2 ảnh h-ởng của công suất RFP . 32
3.1.1.3 Nghiên cứu ảnh h-ởng của SDe . 34
3.1.2 Nghiên cứu ảnh h-ởng của các thông số làm việc của hệ thấu kính ion (ion
lenses- ionlen) 36
3.2 Nghiên cứu ảnh h-ởng của các mảnh oxyt và hydroxyt
đến sự xác định các REEs bằng ICP-MS, ph-ơng pháp loại
trừ. . 40
3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối -u nhằm giảm tỷ lệ các mảnh đa nguyên
tử .42
3.2.1.1 ảnh h-ởng của công suất RFP đến tỷ lệ mảnh oxyt và hydroxyt của
các REEs 43
3.2.1.2 Nghiên cứu ảnh h-ởng của CGFR đến tỷ lệ các mảnh đa nguyên tử . 45
3.2.1.3 Nghiên cứu ảnh h-ởng của SDe đến tỷ lệ các mảnh đa nguyên tử . 46
3.2.2 Loại trừ ảnh h-ởng của các mảnh đa nguyên tử bằng ph-ơng trình toán
học .47 7
3.3 Nghiên cứu quá trình tách REEs bằng ph-ơng pháp sắc ký
trao đổi ion 49
3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn nhựa 49
3.3.2 Nghiên cứu điều kiện tách tổng l-ợng vết REEs bằng ph-ơng pháp sắc ký
trao đổi ion .52
3.3.2.1 Nghiên cứu ảnh h-ởng của H 2 C 2 O 4 đến sự tách tổng các nguyên tố
REEs . 52
3.3.2.2 Nghiên cứu ảnh h-ởng của nồng độ dung dịch rửa giải REEs 55
3.3.2.3 Nghiên cứu ảnh h-ởng của l-ợng các nguyên tố đi kèm 55
3.3.2.4 Nghiên cứu chọn điều kiện và môi tr-ờng hấp thụ, rửa giải khi có
mặt l-ợng lớn nguyên tố nền . 58
3.4 Phân tích mẫu thêm (spiked), mẫu chuẩn, mẫu thực tế 60
3.4.1 Phân tích giả mẫu spiked và mẫu chuẩn 60
3.4.1.1 Kết quả phân tích mẫu spike . 60
3.4.1.2 Kết quả phân tích mẫu chuẩn . 61
3.4.2 Kết quả phân tích các mẫu sinh học, môi tr-ờng và địa
chất .64
3.4.2.1 Kết quả phân tích mẫu môi tr-ờng và sinh học . 66
3.4.2.2 Phân tích các mẫu địa chất . 69
3.4.3 Nhận xét và đánh giá hàm l-ợng REEs trong các mẫu khác nhau 70
3.4.3.1 Hàm l-ợng REEs trong các mẫu đất 70
3.4.3.2 Hàm l-ợng REEs trong các bộ phận của cây chè 70
3.4.3.3 Hàm l-ợng REEs trong các bộ phận của cây chè có bón đất hiếm 72
3.4.3.4 Hàm l-ợng REEs trong các bộ phận của cây mồng tơi . 74
3.4.3.5 So sánh hàm l-ợng REEs trong các bộ phận của cây đậu t-ơng . 76
3.4.3.6 So sánh hàm l-ợng REEs trong chè, mồng tơi và đậu t-ơng 77
3.4.3.7 So sánh két quả phân tích REEs trong các mẫu địa chất bằng
ph-ơng pháp trực tiếp và qua tách bằng trao đổi ion. . 77
ch-ơng 4 Qui trình phân tích .79
ch-ơng 5 Kết luận 85
Tài liệu tham khảo 87
phụ lục 96 8

phụ lục 1. Tỷ lệ các mảnh oxyt, hydroxyt .97
Phụ lục 2. Ma trận tính toán ảnh h-ởng của các mảnh đa
nguyên tử .98
Phụ lục 3. Kết quả phân tích REEs trong một số mẫu đất,
chè, đậu t-ơng, mồng tơi và nghiên cứu địa chất 101
Phụ lục 4. hàm l-ợng REEs trong các mẫu môi tr-ờng, rau
và l-ơng thực 106
phụ lục 5. Một số hình ảnh liên quan đến đề tài 114





















mở đầu


Việc nghiên cứu xác định vi l-ợng các nguyên tố đất hiếm (REEs) trong các mẫu
đá địa chất có ý nghĩa rất quan trọng trong nghiên cứu địa chất trong đó có các nghiên cứu
thạch luận hiện đại về nguồn gốc đá mác ma, trầm tích. Sự biến đổi rất nhỏ thành phần các
nguyên tố đất hiếm cho rất nhiều thông về địa hoá. Nhiều kết quả nghiên cứu của các nhà
địa hoá gần đây dựa trên các giá trị chính xác về hàm l-ợng các REEs trong vô số kiểu đá
khác nhau. Mặt khác, ngày nay các REEs còn đ-ợc dùng làm phân bón trong nông nghiệp
rất phổ biến trên thế giới và bắt đầu nghiên cứu sử dụng ở Việt Nam. Từ năm 1972 Trung
Quốc bắt đầu sử dụng phân bón REEs trong nông nghiệp. Sử dụng phân bón chứa các
REEs có thể làm tăng năng suất cây trồng từ 8 đến 10 %. Việc sử dụng phân bón đất hiếm
mang lại lợi ích rất lớn trong việc tăng năng suất cây trồng trong nông nghiệp những đã đặt
ra cho các nhà khoa học việc nghiên cứu cơ chế làm tăng năng suất cây trồng của các REEs
trên cơ sở phân tích đánh giá hàm l-ợng các REEs trong các tế bào của các loại cây trồng;
nghiên cứu kiểm tra đánh giá sự tồn d- của chúng trong các bộ phận khác nhau của các
loại cây; đánh giá hiện trạng và tác động của chúng đối với môi tr-ờng đất, n-ớc và tác
động đối với con ng-ời phục vụ mục đích nghiên cứu, bảo vệ môi sinh và bảo vệ sức khoẻ
cộng đồng.
Vì vậy việc nghiên cứu phân tích đánh giá hàm l-ợng vết các REEs trong các mẫu
địa chất, mẫu sinh học nhằm phục nghiên cứu địa chất, nông nghiệp và bảo vệ môi tr-ờng
có ý nghĩa rất lớn.