Nghiên cứu làm giàu và phân tích arsenic vô cơ (AsIII/AsV) trong nước bằng kĩ thuật chiết pha rắn sử dụng vật liệu ZIF-8 tổng hợp làm pha tĩnh
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
A supersensitive analytical method to determine inorganic arsenic (iAs) in water was successfully performed by inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS) combined with a solid phase extraction (SPE) technique using synthesized ZIF-8 as a stationary phase for sample enrichment. The limit of detection (LOD) is 0,5 pg/mL in water medium with 20 times preconcentration. ZIF-8 in this study was synthesized by solvothermal method and its texture properties were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopes (SEM) and Brunauer-Emmett-Teller method (BET). Dynamic adsorption through SPE column and desorption using shacking-assisted extraction were employed for enrichment procedure with recovery of iAs more than 85%. The solid material demonstrated the capacity could be recycled several times without significant loss of activity and its structural properties remained unaltered.
Tóm tắt
Một phương pháp phân tích siêu vết arsenic vô cơ (iAs) trong nước được thực hiện thành công bằng phương pháp phổ khối plasma ghép cặp cảm ứng cao tần (ICP-MS) kết hợp kĩ thuật chiết pha rắn (SPE) sử dụng vật liệu ZIF-8 làm vật liệu hấp phụ cho quá trình làm giàu mẫu. Giới hạn phát hiện của phương pháp (LOD) cho kết quả 0,5 pg/mL với hệ số làm giàu 20 lần. ZIF-8 trong nghiên cứu này được tổng hợp bằng phương pháp nhiệt dung môi và đặc trưng cấu trúc vật liệu được kiểm tra bằng các phương pháp phân tích hiện đại bao gồm nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại biến đổi fourier (FT-IR), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phương pháp Brunauer-Emmett-Teller (BET). Quá trình hấp phụ động qua cột SPE và giải hấp phụ bằng phương pháp lắc chiết được áp dụng cho quá trình làm giàu mẫu cho hiệu suất thu hồi của iAs trên 85%. Vật liệu ZIF-8 còn cho thấy khả năng thu hồi và tái sử dụng nhiều lần với hoạt tính và cấu trúc được duy trì tương đối ổn định.
Article Details
Tài liệu tham khảo
Chizallet, C., Lazare, S., Baze-Bachi, D., et al., (2010). Catalysis of transesterification by a nonfunctionalized metal− organic framework: acido-basicity at the external surface of ZIF-8 probed by FTIR and ab initio calculations. Journal of the American Chemical Society, 132(35). 12365-12377. https://doi.org/10.1021/ja103365s
Ettensohn, C. E., Wessel, G. M., & Wray, G. (2004). Development of sea urchins, ascidians, and other invertebrate deuterostomes: experimental approaches. Elsevier.
He, Man., Huang, L., Zhao, B., Chen, B., & Hu, B (2017). Advanced functional materials in solid phase extraction for ICP-MS determination of trace elements and their species-a review. Analytica Chimica Acta, 973.1-24. https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.03.047
Huo, J-B., Xu, L., Yang, J-C. E., Cui, H-J., Yuan, B., & Fu, M-L. (2018). Magnetic responsive Fe3O4-ZIF-8 core-shell composites for efficient removal of As (III) from water. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 539, 59-68. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2017.12.010
Jian, M., Liu, B., Zhang, G., Liu, R., & Zhang, X. (2015). Adsorptive removal of arsenic from aqueous solution by zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) nanoparticles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 465. 67-76. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2014.10.023
Lee, Y-R., Jang, M-S., Cho, H-Y., Kwon, H-J., Kim, S-H., & Ahn, W. (2015). ZIF-8: A comparison of synthesis methods. Chemical Engineering Journal, 271(1), 276-280. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.02.094
Li, J., Wu, Z., Duan, Q., Li, X., Tan, X., Alsaedi, A., Hayat, T., & Chen, C. (2019). Mutual effects behind the simultaneous U(VI) and humic acid adsorption by hierarchical MWCNT/ZIF-8 composites. Journal of Molecular Liquids, 288. 110971. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.110971
Li, P., Zhang, X-Q., Chen, Y-J., Bai, T-Y., Lian, H-Z., & Hu, X. (2014). One-pot synthesis of thiol-and amine-bifunctionalized mesoporous silica and applications in uptake and speciation of arsenic. RSC Advances, 4(90).49421-49428. DOI https://doi.org/10.1039/C4RA06563H
Neff, J. M. (1997). Ecotoxicology of arsenic in the marine environment. Environmental Toxicology and Chemistry: An International Journal, 16(5), 917-927. https://doi.org/10.1002/etc.5620160511
Park, K. S., Ni, Z., Cote, A. P., & Yaghi, O. M. (2006). Exceptional chemical and thermal stability of zeolitic imidazolate frameworks. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(27). 10186-10191. https://doi.org/10.1073/pnas.06024391
Roudbari, R., Keramati, N., & Ghorbani, M. (2021). Porous nanocomposite based on metal-organic framework: Antibacterial activity and efficient removal of Ni(II) heavy metal ion. Journal of Molecular Liquids, 322. 114524. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114524
Tanihara, A., Kouhei, K., & Konno, H. (2021) Insight into the mechanism of heavy metal removal from water by monodisperse ZIF-8 fine particles. Inorganic Chemistry Communications, 131. 108782. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2021.108782
Zou, Z., Wang, S., Jia, J., Xu, F., Long, Z., & Hou, X. (2016). Ultrasensitive determination of inorganic arsenic by hydride generation-atomic fluorescence spectrometry using Fe3O4@ZIF-8 nanoparticles for preconcentration. Microchemical Journal, 124,578-83. https://doi.org/10.1016/j.microc.2015.10.005
Zhou, Q., Chen, J., Jin, B., Chu, S., & Peng, R. (2021). Modification of ZIF-8 on bacterial cellulose for an efficient selective capture of U (VI). Cellulose, 28(9), 5241-5256.