Điện cực Nano Au trong xác định As, Hg và Cr theo phương pháp VonAmpe

1 I HC QUC GIA THÀNH PH H CHÍ MINH I HC KHOA HC T NHIÊN  Nguyn Khc Mnh KHÓA LUN TT NGHIP THÀNH PH H CHÍ MINH-2010 1  t von-ampe phát trin t p cc ph, c phát minh bi Jaroslav Heyrovsky (giHickling phát minh h n cc giúp kic th cn cc làm viu này tu kin thun l pháp von- ampe phát tri. Trong nh60-1970, t von- c phát trin mnh. , t von-ampe hòa tan là quan trng nht và c s dng rng rãi. t này cho phép ng vt ca nhiu hp cht và h. Gii hn phát hin thp,  chn lc t nhy cao là các thun li chính ct này. n cc làm vic ph bin nht trong t này là thy ngân. Các thun li chính cn cc git thy ngân là b mc làm mi, quá th hydro cao và khá nh. Tuy nhiên, c tính cao ca th hn ch s phát trin ct này trong nh - ampe tip tc phát trin, cn mt lon cc mi thân thin vng nghiên cu s dn cc rn ch ca b mt rn, kh n cc rng gây bt li trong thc nghim  lp li, phm vi hong hp, tn nhiu th làm mi b mt. , -ampe cn mt lon cc m so vn cc rn [1] . Hình 1-1. Bi các xut bn v h Nhng mi ng dn c von-ampe (hình 1). n cc nano vi  2 thc rt ln,  truyn khi cao và kh các phn n cc  cao, phn n cc thun nghch  có  [2] . n cc nano tr thành ng viên thay th n cc thu  tip cn vng mu ng d - ampe trên mt s ng khó phân tích bn cc r As(III &VI(VI). N ng nghiên cu c 8              .     h [4] . Hình 1-2 áp th ng. 1.1.2.2.    c nh nm trong10 c dâng.   dòngc:   ngay tr hai  [5] . eak.  ch. Hình 1-3 áp th t xung vi phân.  ch nhau 0.05 V.   [6] . 1.1.2.3.  dâng .  . 9 Hình 1-4 áp th sóng vuông.  nhanh cao. Sóng vuông ca phn ng ,  ng cht   [4] 1.1.2.4. Von-amp -  ). Ban , ion h c hoàtr li . 1: t. Khi n ti   - . 2: h von-ampe hoà tan anod hoc catod. - c ph thuc vào. phâ kim loi trong hn hng, trên b mn cc r trong ca s th cn cc.  c. 10 Mu kin thu ng lc hc trong dung dng ti quá trình tích góp và hoà tan cht phân tích. Thông , , , cn có15 gi . von-ampe. u tiên d m. Mi qua h th hai  . Tuy nhiên, mi quan h  này           t ddng hoà tan trong  . Tuy nhiên, da trên kinh nghim mà   theo                . Dùng  nh n cht trong mu [5] . 1.1.2.5. -  n cc               Nghiên  [4] . 1.1.2.6.   .  11 , teff   [4] . H n cc gm có. n cc làm vic phi tha các yêu cu:  mt hóa hn hóa,     tt. Yêu       vt liu     , carbonc polymer.  n cc thy ngân. g  . Quan  2  .  (DME). Git  t bình cha qua ct và to thành git tu mao qun .  thuc quc git. c  (HDME),   (SDME).        .      a      .         mang rn. Trong von-ampe hòa tan anod thy ngân  n cc git thn cc màng thy ngân s dng thy ngân ít nên   n cc dng git. Tuy nhiên,      .  hidro l . Tuy nhiên, c tính ca Hg và ca s th b hn ch v    Carbon graphite có tính ch, giá thành r. Tuy nhiên, graphite  n tng nn cao.  ch tn c bc cao cn gim bt cu trúc xp.  12 glassy bc s dng nhiu nht trong các lon cc carbon. Thun li chính ccarbon là ca s th . n cc c hot hóa anod ti th  nh lp li c [7] .  n cc kim loi quý  có tính ch mt hóa hn hóa, rt  . n cc Au có quá th H 2 lc s dng nhi-ampe hoà tan.  ng. Tuy nhiên, n cc Au còn mt s  lp li kém, b mn cc d nhim bn, giá thành ch to cao. cn nhanh. Vn cc nano Au, hon c ch to r n cc vàng khi, quan trn cn các loi n cc khi.  n cc nbth .   n. Tuy nhiên,  o n cc làm vicvon-ampe. n cc làm vic la chn ph thu phn n cc. Cht phn ng phn hot mi xy ra phn n cc. ncó th là cht ít tan, cht hoaatj ng b m  c . Nhóm 1 gm các ion có th nh hoà tan cao . Nhóm 2 gm c . ,làm vic ch c s dng trong ca s th n cc. nh cht n cc rn, s hình thành  i cu trúc b mt n cc ng nn, gi nhy và có th sai lch tín. n cc b  . luôn  nhm gim m dòng [5] . 13 1.2.  1.2.1.   . 1.2.1.1. Din tích b mt hiu dng Trên  -seveik: I peak = 2.69*10 5 *n 3/2 *D 1/2 C bulk *v 1/2 A. : I peak (cm 2 . s -1 ); C bulk (mol. cm -3 (V. s -1   2 . : I lim  bulk Dr. .   : I total =I lim *A*(10*r) -2 . n cn cc nano v  : n=1, D=1*10 -5 cm 2 s -1 , C bulk =1*10 -6 mol cm -3 , v=1*10 -2 V s -1   =1 cm 2 . 85*10 -6  peak trên n cc nano là 6*10 -4 A; 6*10 -3 A và 6*10 -2 A ng vc ht nano lt là 1000; 100 và 10 nm. n c nht tri so vn cc macro. Chng t din tích b mt thc cn cc nano lu ln cc macro. 14 1.2.1.2.  truyn khi Hình 1-5.  nano  . n t di chuyn ti b mn cc macro ch  n cc nano, t n t di chuyn ti b mt. . Hing này làm xut hin n cc nano. Quá th truyn khi là nguyên nhân dn ti s dch chuyn th nh. Do vn cc nano có  nh chn lc tn cc macro [2] . 1.2.1.3.  Trong hóa hc, hot tính xúc tác ca các ht nano kim loi c ng dng trong tng hp h Tuy nhiên, hiu ng sinh hydro rt mnh ca các ht nano mng dn hóa [8] . Trên hình () thy rng, dòng hydro n c so vn cc glassy carbon. Hiu c binh As và s c trình bày c th  trong phi. phn n cc  . Th nh hoà tan dch chuy mnh hot tính xúc tác. Hin ng này giúp dch chuyn th nh khi các cn nhiu n chn lc cht phân tích. Tuy nhiên,  . Do vy, mt s bn l mang   xu mt s albumin, dn xut c thêm [...]... và Cr( VI) Xác định As và Hg hoạt tính điện cực ổn định và lặp lại Xác định Cr( VI) c n thêm các khảo sát sâu để tìm điều kiên tối ưu lớp nano Au và tìm hiểu cơ chế tích góp của Cr( VI) trên điện cực nano Au iện cực nano vàng đã chứng t trong tương lai không xa được khả năng thay thế điện cực giọt thuỷ ngân ây là một dấu hiệu tích cực m ra một hướng nghiên cứu mới cho phương pháp phân tích điện hoá 39 ... giá đúng sóng Au và sóng hydro trên điện cực Au nano Trên Hình 3-3 a, sóng hydro trên điện cực Au nano trong môi trường H2SO4 xuất hiện sau -400 mV Trong khi đó hình 3.3 b, trên điện cực GC xuất hiện sóng vàng sau thế 0 mV Do đó, vùng thế mạ từ -400 tới 100 mV là phù hợp để quá trình mạ nano Au không bị ảnh hư ng của sóng H2 và sự hòa tan vàng Hình 3-3 a) quét sóng H2 trên điện cực nano vàng; b) quét... chế tạo điện cực nano Au Theo phương pháp mạ điện, bề mặt nano sẽ bị chi phối b i bốn yếu tố chính là nồng độ HAuCl4, thế mạ, thời gian mạ và tốc độ khuấy trộn dung dịch 3.2.1 Vùng th mạ vàng Trong quá trình mạ phủ nano, bản chất điện cực GC được chuyển d n sang điện cực Au nano Do đó, sóng hydro sẽ tăng d n trong quá trình mạ nano Au, mà việc sinh khí hydro sẽ gây bất lợi cho việc mạ nano Au Vì vậy,... được điện cực nano có bề mặt ổn định và lặp lại dưới điều kiện hoạt hóa như vậy là rất khó khăn Vấn đề này c n các sát sâu thêm các yếu tố ảnh hư ng để tối ưu điều kiện mạ nano Au 38 4 K t lu n Quá trình chế tạo điện cực nano vàng nhanh, đơn giản các l n mạ khác nhau iện cực có hoạt tính cao qua iện cực nano vàng đã thể hiện được độ nhạy, tính xúc tác cao trong xác định As(III &VI), Hg( II) và Cr( VI) Xác. .. hoạt tính xúc tác của Au nano và Au khối là rất lớn Thế đ nh trên điện cực nano Au xuất hiện tại 247 mV Thế đ nh trên điện cực nano dịch chuyển về phía âm nên đường nền giảm đáng kể giúp tăng độ nhạy nano Au phải hoạt hóa thấy màu đ thế dương 800 mV rất lâu ể xác định Cr( VI), điện cực iện cực hoạt hóa xong không còn của lớp nano Chứng t , độ nhạy của Cr( VI) liên quan tới các hạt nano Au liên kết mạnh với... phương pháp von-ampe Việc chế tạo điện cực Au nano có thể đi theo hai hướng chính Một là sử dụng phương pháp hoá-lý có thể kiểm soát tốt kích thước hạt nano Au và sự phân bố của nano Au, nhưng phức tạp tốn nhiều công đoạn Hai là sử dụng phương pháp mạ điện, khả năng kiểm soát kích thước hạt và sự phân bố hạt nano là kém hơn, nhưng đơn giản dễ thực hiện hơn Do đó, chúng tôi chọn phương pháp mạ điện để... Làm sạch điện cực bằng cơ học: nhằm loại đi các tạp chất bám tr n bề mặt điện cực ánh bóng điện cực bằng bột nhôm kích thước l n lượt 1 và 0.3 µm Tiếp tục đánh bóng tr n khăn nhung ướt tới khi điện cực bóng và nh n Rửa điện cực bằng etanol để loại trừ các chất hữu cơ bám tr n bề mặt điện cực Rửa lại bằng nước cất hai l n ước 2: Làm sạch điện cực bằng điện hóa được thực hiện trước và sau khi mạ theo bảng... hóa điện cực: 3.1.2 Quy trình mạ ện c c Au nano Au nano mạ được phủ lên đế mang vàng khối (tự chế tạo) hay glassy carbon Sau khi được làm sạch, bề mặt đế mang được nhúng trong dung dịch vàng có nồng độ xác định để thực hiện quá trình mạ, các thông số được mô tả trong bảng 3.2 Khi nồng độ HAuCl4 thấp, lớp mạ có màu vàng và bóng, lớp mạ dễ bị tan ra khi điện cực áp thế dương hơn 300 mV Khi nồng độ HAuCl4... đế mang vàng khối Do vậy, điện cực Au nano trên đế mang glassy carbon được dùng cho các các thí nghiệm tiếp theo Hình 3-4 So sánh điện cực nano Au mạ tr n đế mang xác định chuẩn As(III): a) nano Au mạ trên đế mang Au khối; b) nano vàng mạ tr n đế mang glassy carbon 3.2.2.3 ả th mạ Thông số mạ: nồng độ dung dịch vàng 0.0022 M, thời gian mạ 300 giây, tốc độ trục quay 800 vòng/ phút Thế mạ quyết định tốc... trên bề mặt điện cực Dung dịch nền HCl và H2SO4 có hình dạng peak không đối xứng Dung dịch nền còn lại HCl và HNO3 nồng độ 0.1 M thu được peak đối xứng nên được chọn làm dung dịch nền phân tích Hg( II) 36 Hình 3-16 ường dòng thế chuẩn Cr( VI) trên điện cực nano vàng, dung dịch điện phân H2SO4 0.005 M ộ nhạy trên điện cực nano Au cao hơn so với điện cực vàng khối Sự khác biệt về bề mặt hiệu dụng và hoạt tính . trên n cc nano là 6*10 -4 A; 6*10 -3 A và 6*10 -2 A ng vc ht nano lt là 1000; 100 và 10 nm. n c nht tri so vn cc macro. Chng. tính cht và cu trúc ca các ht nano kim loi c hình thành qua u kin kh và không to phc vi polymer. Tuy nhiên, nu quá trình kh xy ra sau, các la polymer và các. [8] . n cc nano ch tc ht nano nhu và nh. Tuy nhiên, quá trình to ht nano lâu, nhin phc t pháp m n hoá.