Luận án tiến sĩ chế tạo và nghiên cứu cấu trúc, tính chất điện hóa của một số điện cực biến tính vàng nano

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ  PHẠM THỊ HẢI YẾN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA MỘT SỐ ĐIỆN CỰC BIẾN TÍNH VÀNG NANO, ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH LƯỢNG VẾT Hg(II) ` LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2016 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ  PHẠM THỊ HẢI YẾN CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT ĐIỆN HĨA CỦA MỘT SỐ ĐIỆN CỰC BIẾN TÍNH VÀNG NANO, ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH LƯỢNG VẾT Hg(II) Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 62.44.01.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ THỊ THU HÀ TS PHẠM HỒNG PHONG Hà Nội – 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng không trùng lặp với cơng trình khoa học khác Các số liệu, kết luận án trung thực, chưa cơng bố tạp chí đến thời điểm ngồi cơng trình tác giả Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận án năm 201 Phạm Thị Hải Yến i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc lòng kính trọng Thầy Cơ hướng dẫn: PGS TS Vũ Thị Thu Hà TS Phạm Hồng Phong dẫn quý báu phương pháp luận định hướng nghiên cứu để luận án hoàn thành Tác giả bày tỏ lời cảm ơn Viện Hóa học, Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất thời gian để tác giả hoàn thành luận án Tác giả đồng thời gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà khoa học đồng nghiệp Phòng ứng dụng Tin học nghiên cứu Hóa học, đặc biệt, GS.TS Lê Quốc Hùng, đóng góp ý kiến xây dựng trao đổi vấn đề lý thuyết thực tiễn để luận án hoàn thiện Cuối tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè ln chia sẻ, động viên tinh thần lúc khó khăn nguồn cổ vũ thiếu tác giả suốt trình thực luận án Tác giả luận án ii MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC BẢNG xvii MỞ ĐẦU 1 Lí lựa chọn đề tài Mục đích, phạm vi đối tượng nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn luận án Nội dung nghiên cứu đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Thủy ngân 1.1.1 Thủy ngân, dạng tồn thủy ngân 1.1.2 Ứng dụng thủy ngân 1.1.3 Chu trình chuyển hóa thủy ngân mơi trường 1.1.4 Độc tính thủy ngân 1.2 Các phương pháp phân tích thủy ngân 1.2.1 Phương pháp hấp phụ nguyên tử hóa lạnh 1.2.2 Phương pháp huỳnh quang nguyên tử hóa lạnh 1.2.3 Phương pháp phổ khối plasma cảm ứng 1.2.4 Phương pháp điện hóa 10 1.3 Các loại điện cực làm việc phương pháp phân tích điện hóa 11 1.3.1 Điện cực vàng 12 1.3.2 Điện cực cacbon 29 1.3.3 Điện cực boron-kim cương 34 1.3.4 Điện cực màng bitmut 34 1.3.5 Điện cực biến tính đơn lớp tự xếp hợp chất hữu 35 1.4 Đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu 38 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 41 2.1 Thiết bị dụng cụ 41 2.2 Vật liệu hóa chất 42 2.2.1 Vật liệu 42 2.2.2 Hóa chất 42 iii 2.3 Chế tạo điện cực 43 2.3.1 Vi điện cực vàng sợi 43 2.3.2 Điện cực vàng nano dạng hạt 44 2.3.3 Điện cực vàng nano dạng xốp hình 46 2.3.4 Điện cực biến tính đơn lớp tự xếp hợp chất hữu 48 2.4 Các phép đo điện hóa 49 2.4.1 Khảo sát tính chất điện hóa điện cực chế tạo 49 2.4.2 Khảo sát khả phân tích thủy ngân điện cực chế tạo 51 2.5 Các phần mềm xử lý số liệu 53 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 Cấu trúc hình thái học bề mặt điện cực vàng kích thước nano 54 3.1.1 Điện cực vàng nano dạng hạt 54 3.1.2 Điện cực vàng nano dạng xốp hình 57 3.2 Khảo sát độ ổn định tín hiệu điện hóa điện cực vàng chế tạo 62 3.2.1 Điện cực vàng đĩa 62 3.2.2 Vi điện cực vàng sợi 63 3.2.3 Điện cực vàng nano dạng hạt 64 3.2.4 Điện cực vàng nano dạng xốp hình 66 3.3 Khảo sát tính chất khuếch tán độ thuận nghịch phản ứng điện hóa điện cực vàng chế tạo 67 3.3.1 Tính chất khuếch tán độ thuận nghịch phản ứng điện hóa điện cực vàng đĩa điện cực vàng nano 68 3.3.2 Tính chất khuếch tán độ thuận nghịch phản ứng điện hóa vi điện cực vàng sợi 83 3.4 Khả ứng dụng điện cực vàng chế tạo phân tích thủy ngân 84 3.4.1 Tín hiệu thủy ngân điện cực vàng chế tạo 84 3.4.2 Khảo sát dung dịch điện li 85 3.4.3 Khảo sát điện phân kết tủa thủy ngân 89 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian kết tủa tạo vàng nano xốp hình đến tín hiệu đo thủy ngân 90 3.4.5 Khảo sát độ lặp lại 93 iv 3.4.6 So sánh tín hiệu dịng thủy ngân điện cực vàng chế tạo 98 3.4.7 Xây dựng đường chuẩn 100 3.4.8 Đánh giá chung khả phân tích thủy ngân điện cực vàng chế tạo 107 3.4.9 Sử dụng điện cực vàng chế tạo phân tích mẫu, so sánh với phương pháp AAS 109 3.4.10 Khảo sát ảnh hưởng kim loại khác 113 3.5 Điện cực biến tính đơn lớp tự xếp hợp chất hữu 115 3.5.1 Nghiên cứu khử hấp phụ lớp AET-SAM PET-SAM 115 3.5.2 Tính chất điện hóa hệ thuận nghịch điện cực SAM/AuNP/GC 117 3.5.3 Khả xác định thủy ngân điện cực SAM/AuNP/GC 118 KẾT LUẬN 121 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 123 KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 137 PHỤ LỤC 138 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ý nghĩa Viết tắt A Ahh Ahđ AA AAS AdSV AET AFM AFS ASV Au-PtNPs AuND AuND/Ccloth AuND/Pt AuNP AuNP/GC AuNP/Pt np-Au o-AT BFE C Clt Tiếng Anh Tiếng Việt Area Diện tích điện cực Diện tích hình học điện cực Diện tích hoạt động điện hóa điện cực Ascorbic acid Axit ascorbic Atomic Absorption Phổ hấp thụ nguyên tử Spectrophotometric Adsorptive Stripping Von – Ampe hấp phụ hòa tan Voltammetry 2-Aminoethanethiol 2-Aminoethanethiol hydrochloride hydrochloride Atomic Force Microscope Kính hiển vi lực nguyên tử Atomic Fluorescence Phổ huỳnh quang nguyên tử Spectrophotometric Anodic Stripping Von – Ampe hòa tan anot Voltammetry Au-Pt nanoparticles Hợp kim vàng-platin dạng nano Au Nanodendrite Vàng nano dạng xốp hình Au Nanodendrite on Vàng nano dạng xốp hình carbon cloth vải cacbon Au Nanodendrite on platin Vàng nano dạng xốp hình platin Au Nanoparticle Vàng nano dạng hạt Au Nanoparticle on glassy Vàng nano dạng hạt carbon cacbon thủy tinh Au Nanoparticle on platin Vàng nano dạng hạt platin Nanoporours-Au o-Amino thiophenol Bismuth Film Electrode Concentration vi Vàng nano dạng xốp o-Amino thiophenol Điện cực màng Bitmut Nồng độ Nồng độ lý thuyết Ctt Ccloth CA β-CD CE CFM CNT CPE Au-CRV CSV CV CVAAS CVAFS d D DME DMTD DPASV DPCSV DPV DTAB ∆E Carbon cloth Chronoamperometry β-cyclodextrin Counter Electrode Carbon Fiber Mat Electrode Carbon Nanotube Carbon Paste Electrode Au-crystal violet Cathodic Stripping Voltammetry Cyclic Voltammetry Cold Vapour Atomic Absorption Spectrophotometric Cold Vapour Atomic Fluorescence Spectrophotometric Electrode diameter Diffusion coefficient Dropping Mercury Electrode 2,5-dimercapto-1,3,4thiadiazole Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry Differential Pulse Cathodic Stripping Voltammetry Differential Pulse Voltammetry Dodecyltrimethylammonium bromide Difference between anodic peak potential and cathodic peak potential vii Nồng độ thực tế Vải cacbon Thế tĩnh β-cyclodextrin Điện cực đối Điện cực dệt sợi cacbon Ống cacbon kích thước nano Điện cực cacbon bột nhão Au-crystal violet Von – Ampe hòa tan catot Von – Ampe qt vịng Phổ hấp thụ ngun tử hóa lạnh Phổ huỳnh quang nguyên tử hóa lạnh Đường kính điện cực Hệ số khuếch tán Điện cực giọt thủy ngân 2,5-dimercapto-1,3,4thiadiazole Von – Ampe hòa tan anot kĩ thuật xung vi phân Von – Ampe hòa tan catot kĩ thuật xung vi phân Von-Ampe xung vi phân Dodecyltrimethyl-ammonium bromide Hiệu đỉnh píc anot catot Hiệu đỉnh píc anot catot theo lý thuyết Epa, Epc Anodic peak potential, Thế đỉnh píc anot, catot cathodic peak potential EOhm Ohm potential Thế Ohm EPA US Environmental Cơ quan Bảo vệ Môi trường Protection Agency Hoa Kỳ EU European Union Liên minh Châu Âu f Bậc tự GC Glassy Carbon Cacbon thủy tinh GSH Glutathione Glutathione HMDE Hanging Mercury Drop Điện cực giọt thủy ngân treo Electrode HFHAHFAF His-Phe-His-Ala-His-Phe- His-Phe-His-Ala-His-Phe-AlaAla-Phe Phe IC Capacitive current Dòng điện dung IF Faraday current Dịng Faraday ip Peak current Dịng píc ipa, ipc Anodic peak current, Dịng píc anot, catot cathodic peak current ICP-AES Inductively Coupled Quang phổ phát xạ nguyên tử Plasma Atomic Emission cảm ứng Spectroscopy ICP-MS Inductively Coupled Phổ khối plasma cảm ứng Plasma Mass Spectrometry IL Ionic liquid Chất lỏng ion ITO Indium tin oxide Oxit thiếc – indi j current density Mật độ dòng điện l Chiều dài làm việc điện cực vàng sợi LOD Limit of detection Giới hạn phát LSV Linear Scan Voltammetry Von-Ampe quét tuyến tính LSASV Linear Scan Anodic Von – Ampe hòa tan anot kĩ Stripping Voltammetry thuật quét tuyến tính MAA Mercaptoacetic Acid Mercaptoacetic Acid MAT 2-mercapto-5-amino2-mercapto-5-amino-1,3,41,3,4-thiadiazole thiadiazole ∆Elth viii 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 with gold disk electrode: influence of copper, Analytica Chimica Acta, 2000, 410 (1–2), pp 97-105 F Okỗu, F.N Erta, H I Gửkỗel, et al., Anodic stripping voltammetric behaviour of mercury in chloride medium and its determination at a gold film electrode, Turk J Chem., 2005, 29, pp 355-366 S C C Monterroso, H M Carapuỗa, J E J Simóo, et al., Optimisation of mercury film deposition on glassy carbon electrodes: evaluation of the combined effects of pH, thiocyanate ion and deposition potential, Analytica Chimica Acta, 2004, 503 (2), pp 203-212 Rajkumar M., Soundappan, Thiagarajan, et al., Electrochemical detection of arsenic in various water samples, International Journal of Electrochemical Science, 2011, 6, pp 3164 - 3177 B Uslu & S A Ozkan, Solid electrodes in electroanalytical chemistry: present applications and prospects for high throughput screening of drug compounds, Combinatorial Chemistry & High Throughput Screening, 2007, 10, pp 495-513 Vũ Đức Lợi, Nghiên cứu xác định số dạng thủy ngân mẫu sinh học mơi trường, Luận án Tiến sĩ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2008, Hà Nội Phùng Thị Thu Huyền, Xác định lượng vết thủy ngân phương pháp chiết pha rắn - quang học, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 2012, Hà Nội Dương Thị Tú Anh, Trịnh Xuân Giản & Tống Thị Thanh Thủy, Nghiên cứu xác định đồng thời hàm lượng vết As(III) Hg (II) phương pháp Von- ampe hòa tan anot sử dụng điện cực màng vàng, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học, 2009, 14 (4), tr 44 – 48 Hồng Nhâm, Hóa học Vơ cơ, tập 2, Nhà xuất giáo dục, 2002, Hà Nội Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu & Nguyễn Văn Nội, Hóa Học Mơi Trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, 1999, Hà Nội Toxicological Profile for Mercury, U.S Department of Health and Human Services, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 1999, USA T Barkay, S M Miller & A O Summers, Bacterial mercury resistance from atoms to ecosystems, FEMS Microbiology Reviews, 2003, 27, pp 355-384 Mercury in Your Environment [online], 2016, US Environmental Protection Agency, Address: https://www.epa.gov/mercury T Labatzke & G Schlemmer, Ultratrace determination of mercury in water following EN and EPA standards using atomic fluorescence spectrometry, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2004, 378, pp 1075–1082 126 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 R I Pereiro & C A Díaz, Speciation of mercury, tin, and lead compounds by gas chromatography with microwave-induced plasma and atomic-emission detection (GC–MIP–AED), Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2002, 372 (1), pp 74-90 J Sanz, A de Diego, J C Raposo, et al., Routine analysis of mercury species using commercially available instrumentation: chemometric optimisation of the instrumental variables, Analytica Chimica Acta, 2003, 486 (2), pp 255-267 M D Scanlon, U Salaj-Kosla, S Belochapkine, et al., Characterization of nanoporous gold electrodes for bioelectrochemical applications, Langmuir, 2012, 28 (4), pp 2251-2261 O V Shuvaeva, M A Gustaytis & G N Anoshin, Mercury speciation in environmental solid samples using thermal release technique with atomic absorption detection, Analytica Chimica Acta, 2008, 621 (2), pp 148-154 K H Grobecker & A Detcheva, Validation of mercury determination by solid sampling Zeeman atomic absorption spectrometry and a specially designed furnace, Talanta, 2006, 70 (5), pp 962-965 P Vinas, Pardo-M M., I Lopez-Garcia, et al., Determination of mercury in baby food and seafood samples using electrothermal atomic absorption spectrometry and slurry atomization, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2001, 16 (6), pp 633-637 K Leopold, M Foulkes & P Worsfold, Methods for the determination and speciation of mercury in natural waters—A review, Analytica Chimica Acta, 2010, 663 (2), pp 127-138 B Passariello, M Barbaro, S Quaresima, et al., Determination of mercury by inductively coupled plasma - mass spectrometry, Microchemical Journal, 1996, 54 (4), pp 348-354 A Stroh, U Vollkopf & E R Denoyer, Analysis of samples containing large amounts of dissolved solids using microsampling flow injection inductively coupled plasma mass spectrometry, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 1992, (8), pp 1201-1205 J Shi, W Feng, M Wang, et al., Investigation of mercury-containing proteins by enriched stable isotopic tracer and size-exclusion chromatography hyphenated to inductively coupled plasma-isotope dilution mass spectrometry, Analytica Chimica Acta, 2007, 583 (1), pp 84-91 W R L Cairns, M Ranaldo, R Hennebelle, et al., Speciation analysis of mercury in seawater from the lagoon of Venice by on-line preconcentration HPLC–ICP-MS, Analytica Chimica Acta, 2008, 622 (1– 2), pp 62-69 F M Matysik, Miniaturization of electroanalytical systems, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2003, 375 (1), pp 33-35 127 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 D A Brownson, Kampouris D K & C E Banks, Graphene electrochemistry: fundamental concepts through to prominent applications, Chemical Society Reviews, 2012, 41 (21), pp 6944-76 J M Pinilla, L Hernández & A J Conesa, Determination of mercury by open circuit adsorption stripping voltammetry on a platinum disk electrode, Analytica Chimica Acta, 1996, 319 (1–2), pp 25-30 L Cui, J Wu & H Ju, Electrochemical sensing of heavy metal ions with inorganic, organic and bio-materials, Biosensors and Bioelectronics, 2015, 63, pp 276-286 K C Honeychurch, Screen-printed electrochemical sensors and biosensors for monitoring metal pollutants, Insciences Journal, 2012, (1), pp 1-51 G Munteanu, S Munteanu & D O Wipf, Rapid determination of zeptomole quantities of Pb2+ with the mercury monolayer carbon fiber electrode, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2009, 632 (1–2), pp 177-183 J.N Jiang, H Q Luo & N B Li, Determination of copper(II) by anodic stripping voltammetry at a 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazol selfassembled monolayer-based gold electrode, Analytical Sciences Digital Library, 2006, 22, pp 1079-1083 W Yang, J J Gooding & D B Hibbert, Characterisation of gold electrodes modified with self-assembled monolayers of l-cysteine for the adsorptive stripping analysis of copper, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2001, 516 (1–2), pp 10-16 D Martín-Yerga, M B González-García & A Costa-García, Use of nanohybrid materials as electrochemical transducers for mercury sensors, Sensors and Actuators B: Chemical, 2012, 165 (1), pp 143-150 C M Welch, O Nekrassova, X Dai, et al., Fabrication, characterisation and voltammetric studies of gold amalgam nanoparticle modified electrodes, ChemPhysChem, 2004, (9), pp 1405-1410 J Wang, B Tian, J Lu, et al., Remote electrochemical sensor for monitoring trace mercury, Electroanalysis, 1998, 10 (6), pp 399-402 J Inukai, S Sugita & K Itaya, Underpotential deposition of mercury on Au(111) investigated by in situ scanning tunnelling microscopy, Journal of Electroanalytical Chemistry, 1996, 403 (1), pp 159-168 Y Bonfil, M Brand & E Kirowa-Eisner, Trace determination of mercury by anodic stripping voltammetry at the rotating gold electrode, Analytica Chimica Acta, 2000, 424 (1), pp 65-76 A Giacomino, O Abollino, M Malandrino, et al., Parameters affecting the determination of mercury by anodic stripping voltammetry using a gold electrode, Talanta, 2008, 75 (1), pp 266-273 128 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 G M S Alves, J M C S Magalhães, P Salaün, et al., Simultaneous electrochemical determination of arsenic, copper, lead and mercury in unpolluted fresh waters using a vibrating gold microwire electrode, Analytica Chimica Acta, 2011, 703 (1), pp 1-7 Tran Ngoc Huan, Le Quoc Hung, Vu Thi Thu Ha, et al., Spirally oriented Au microelectrode array sensor for detection of Hg (II), Talanta, 2012, 94, 284-288 T N Huan, T Ganesh, K S Kim, et al., A three-dimensional gold nanodendrite network porous structure and its application for an electrochemical sensing, Biosensors and Bioelectronics, 2011, 27 (1), pp 183-186 T A Ivandini, L Wijaya, J Gunlazuardi, et al., Modification of gold nanoparticles at carbon electrodes and the applications for arsenic(III) detections, Makara Journal of Science, 2012, 16 (1), pp 9-14 R G Compton & C E Banks, Understanding voltammetry (2nd edition), Imperial College Press, 2010 Phan Thị Ngọc Mai, Nghiên cứu chế tạo vi điện cực ứng dụng chúng nghiên cứu điện hóa, Luận án Tiến sĩ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2011, Hà Nội Lê Thị Vinh Hạnh, Nghiên cứu tính chất điện hóa thuốc nổ TNT vật liệu điện cực khác nhằm ứng dụng phân tích mơi trường, Luận án tiến sĩ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2014, Hà Nội K Stulik, C Amatore, K Holub, et al., Microelectrodes Definitions, characterization, and applications (Technical report), Pure and Applied Chemistry, 2000, 72 (8), pp 1483-1492 C D Merritt & B L Justus, Fabrication of microelectrode arrays having high-aspect-ratio microwires, Chemistry of Materials, 2003, 15 (13), pp 2520-2526 S Szunerits & L Thouin, 10 - Microelectrode arrays A2 - Zoski, Cynthia G, In Handbook of Electrochemistry, Elsevier, Amsterdam, 2007, pp 391-428 C Cugnet, O Zaouak, A René, et al., A novel microelectrode array combining screen-printing and femtosecond laser ablation technologies: Development, characterization and application to cadmium detection, Sensors and Actuators B: Chemical, 2009, 143 (1), pp 158-163 A Uhlig, U Schnakemberg & R Hintsche, Highly sensitive heavy metal analysis on platinum- and gold-ultramicroelectrode arrays, Electroanalysis, 1997, (2), pp 125-129 O Ordeig, C E Banks, J del Campo, et al., Trace detection of mercury(II) using gold ultra-microelectrode arrays, Electroanalysis, 2006, 18 (6), pp 573-578 129 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 A J Bard & L R Faulkner, Electrochemical methods : fundamentals and applications, second edition, John Wiley & Sons, Inc, 2000, New York P Salaün & C M G van den Berg, Voltammetric detection of mercury and copper in seawater using a gold microwire electrode, Analytical Chemistry, 2006, 78 (14), pp 5052-5060 J Wang, P Gründler, G U Flechsig, et al., Hot-wire stripping potentiometric measurements of trace mercury, Analytica Chimica Acta, 1999, 396 (1), pp 33-37 E Bernalte, C M Sánchez & E P Gil, Determination of mercury in ambient water samples by anodic stripping voltammetry on screenprinted gold electrodes, Analytica Chimica Acta, 2011, 689 (1), pp 6064 S Laschi, I Palchetti & M Mascini, Gold-based screen-printed sensor for detection of trace lead, Sensors and Actuators B: Chemical, 2006, 114 (1), pp 460-465 V Meucci, S Laschi, M Minunni, et al., An optimized digestion method coupled to electrochemical sensor for the determination of Cd, Cu, Pb and Hg in fish by square wave anodic stripping voltammetry, Talanta, 2009, 77 (3), pp 1143-1148 F Okỗu, F N Erta, H I Gửkỗel, et al., Determination of mercury in table salt samples by on-line medium exchange anodic stripping voltammetry, Talanta, 2008, 75, pp 442–446 J H Luo, X X Jiao, N B Li, et al., Sensitive determination of Cd(II) by square wave anodic stripping voltammetry with in situ bismuthmodified multiwalled carbon nanotubes doped carbon paste electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2013, 689, pp 130-134 T Hezard, K Fajerwerg, D Evrard, et al., Gold nanoparticles electrodeposited on glassy carbon using cyclic voltammetry: Application to Hg(II) trace analysis, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2012, 664, pp 46-52 M Tominaga, T Shimazoe, M Nagashima, et al., Electrocatalytic oxidation of glucose at gold nanoparticle-modified carbon electrodes in alkaline and neutral solutions, Electrochemistry Communications, 2005, (2), pp 189-193 G Martínez-Paredes, M B González-García & A Costa-García, In situ electrochemical generation of gold nanostructured screen-printed carbon electrodes Application to the detection of lead underpotential deposition, Electrochimica Acta, 2009, 54 (21), pp 4801-4808 L Laffont, T Hezard, P Gros, et al., Mercury(II) trace detection by a gold nanoparticle-modified glassy carbon electrode using square-wave anodic stripping voltammetry including a chloride desorption step, Talanta, 2015, 141, pp 26-32 130 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 M P Ngoc Bui, C A Li, K N Han, et al., Simultaneous detection of ultratrace lead and copper with gold nanoparticles patterned on carbon nanotube thin film, Analyst, 2012, 137 (8), pp 1888-1894 E Bernalte, C M Sánchez & E P Gil, Gold nanoparticles-modified screen-printed carbon electrodes for anodic stripping voltammetric determination of mercury in ambient water samples, Sensors and Actuators B: Chemical, 2012, 161 (1), pp 669-674 D Li, J Li, X Jia, et al., Gold nanoparticles decorated carbon fiber mat as a novel sensing platform for sensitive detection of Hg(II), Electrochemistry Communications, 2014, 42, pp 30-33 T Hezard, K Fajerwerg, D Evrard, et al., Influence of the gold nanoparticles electrodeposition method on Hg(II) trace electrochemical detection, Electrochimica Acta, 2012, 73, pp 15-22 O Abollino, A Giacomino, M Malandrino, et al., Determination of Mercury by Anodic Stripping Voltammetry with a Gold NanoparticleModified Glassy Carbon Electrode, Electroanalysis, 2008, 20 (1), pp 75-83 O Abollino, A Giacomino, M Malandrino, et al., Voltammetric determination of methylmercury and inorganic mercury with an home made gold nanoparticle electrode, Journal of Applied Electrochemistry, 2009, 39 (11), pp 2209-2216 O Abollino, A Giacomino, M Ginepro, et al., Analytical Applications of a Nanoparticle-Based Sensor for the Determination of Mercury, Electroanalysis, 2012, 24 (4), pp 727-734 Y Lin, Y Peng & J Di, Electrochemical detection of Hg(II) ions based on nanoporous gold nanoparticles modified indium tin oxide electrode, Sensors and Actuators B: Chemical, 2015, 220, pp 1086-1090 J Fang, X Ma, H Cai, et al., Nanoparticle-aggregated 3D monocrystalline gold dendritic nanostructures, Nanotechnology, 2006, 17, pp 5841–5845 Y Qin, Y Song, N Sun, et al., Ionic liquid-assisted growth of singlecrystalline dendritic gold nanostructures with a three-fold symmetry, Chemistry of Materials, 2008, 20 (12), pp 3965-3972 G Lu, C A Li & G Shi, Synthesis and characterization of 3D dendritic gold nanostructures and their use as substrates for surface-enhanced raman scattering, Chemistry of Materials, 2007, 19 (14), pp 3433-3440 K Jasuja & V Berry, Implantation and growth of dendritic gold nanostructures on graphene derivatives: electrical property tailoring and raman enhancement, ACS Nano, 2009, (8), pp 2358-2366 T Huang, F Meng & L Qi, Controlled synthesis of dendritic gold nanostructures assisted by supramolecular complexes of surfactant with cyclodextrin, Langmuir, 2010, 26 (10), pp 7582-7589 131 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 X Xu, J Jia, X Yang, et al., A templateless, surfactantless, simple electrochemical route to a dendritic gold nanostructure and its application to oxygen reduction, Langmuir, 2010, 26 (10), pp 76277631 F Li, X Han & S Liu, Development of an electrochemical DNA biosensor with a high sensitivity of fM by dendritic gold nanostructure modified electrode, Biosensors and Bioelectronics, 2011, 26 (5), pp 2619-2625 Z Y Lv, L P Mei, W Y Chen, et al., Shaped-controlled electrosynthesis of gold nanodendrites for highly selective and sensitive SERS detection of formaldehyde, Sensors and Actuators B: Chemical, 2014, 201, pp 92-99 T H Lin, C W Lin, H H Liu, et al., Potential-controlled electrodeposition of gold dendrites in the presence of cysteine, Chemical Communications, 2011, 47 (7), pp 2044-2046 M Rievaj, Š Mesároš & D Bustin, Mercury traces determination by voltammetry on gold fibre microelectrode in some food samples, Chemical Papers, 1993, 47 (1), pp 31–33 Z Penghui, D Sheying, G Guangzhe, et al., Simultaneous determination of Cd2+, Pb2+, Cu2+ and Hg2+ at a carbon paste electrode modified with ionic liquid-functionalized ordered mesoporous silica, Bulletin of the Korean Chemical Society, 2010, 31 (10), pp 2949-2954 J Gong, T Zhou, D Song, et al., Stripping voltammetric detection of mercury(II) based on a bimetallic Au-Pt inorganic-organic hybrid nanocomposite modified glassy carbon electrode, Analytical Chemistry, 2010, 82, pp 567–573 A Widmann & C M G van den Berg, Mercury detection in seawater using a mercaptoacetic acid modified gold microwire electrode, Electroanalysis, 2005, 17 (10), pp 825-831 S Huan, C Jiao, Q Shen, et al., Determination of heavy metal ions in mixed solution by imprinted SAMs, Electrochimica Acta, 2004, 49 (25), pp 4273-4280 A Afkhami, H Bagheri, H Khoshsafar, et al., Simultaneous trace-levels determination of Hg(II) and Pb(II) ions in various samples using a modified carbon paste electrode based on multi-walled carbon nanotubes and a new synthesized Schiff base, Analytica Chimica Acta, 2012, 746, pp 98-106 L.Q Hung, N.H Anh, V.T.T Ha, et al., Anodic stripping voltammetric determination of trace cadmium using carbon paste electrode modified by 1-butyl-3-methylinidazolium tetraflouroborate ionic liquid, Asian Journal of Chemistry, 2014, 26 (22), pp 7557-7563 132 100 F Cœuret, E O Vilar & E B Cavalcanti, Carbon fibre cloth as an electrode material: electrical conductivity and mass transfer, Journal of Applied Electrochemistry, 32 (10), pp 1175-1182 101 Y S Ly, K S Kim, H T Kim, et al., Measuring mercury ion concentration with a carbon nano tube paste electrode using the cyclic voltammetry method, Journal of Applied Electrochemistry, 2005, 35 (6), pp 567-571 102 X Wang, S Wu, H Liu, et al., Graphene-gold nanoparticle composite film modified electrode for determination of trace mercury in environmental water, Chinese journal of chemical physics, 2013, 26 (5), pp 590-596 103 J Chang, G Zhou, E R Christensen, et al., Graphene-based sensors for detection of heavy metals in water: a review, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2014, 406 (16), pp 3957-3975 104 T Zhang, Z Cheng, Y Wang, et al., Self-assembled 1-octadecanethiol monolayers on graphene for mercury detection, Nano Letters, 2010, 10 (11), pp 4738-4741 105 J Gong, T Zhou, D Song, et al., Monodispersed Au nanoparticles decorated graphene as an enhanced sensing platform for ultrasensitive stripping voltammetric detection of mercury(II), Sensors and Actuators B: Chemical, 2010, 150 (2), pp 491-497 106 A Manivannan, M S Seehra, D A Tryk, et al., Electrochemical detection of ionic mercury at boron-doped diamond electrodes, Analytical Letters, 2002, 35 (2), pp 355-368 107 A Manivannan, M S Seehra & A Fujishima, Detection of mercury at the ppb level in solution using boron-doped diamond electrode, Fuel Processing Technology, 2004, 85 (6–7), pp 513-519 108 A Manivannan, L Ramakrishnan, M S Seehra, et al., Mercury detection at boron doped diamond electrodes using a rotating disk technique, Journal of Electroanalytical Chemistry, 2005, 577 (2), pp 287-293 109 D Yang, L Wang, Z Chen, et al., Anodic stripping voltammetric determination of traces of Pb(II) and Cd(II) using a glassy carbon electrode modified with bismuth nanoparticles, Microchimica Acta, 2014, 181 (11-12), pp 1199-1206 110 L T Tufa, K Siraj & T R Soreta, Electrochemical determination of lead using bismuth modified glassy carbon electrode, Russian Journal of Electrochemistry, 2013, 49 (1), pp 59-66 111 V Rehacek, I Hotovy, M Vojs, et al., Bismuth film electrodes for heavy metals determination, Microsystem Technologies, 2008, 14 (4-5), pp 491-498 133 112 A Economou & P R Fielden, Mercury film electrodes: developments, trends and potentialities for electroanalysis, Analyst, 2003, 128 (3), pp 205-213 113 Q Lin, H M Lin, Y H Zhang, et al., Determination of trace Pb(II), Cd(II) and Zn(II) using differential pulse stripping voltammetry without Hg modification, Science China Chemistry, 2013, 56 (12), pp 17491756 114 X He, Z Su, Q Xie, et al., Differential pulse anodic stripping voltammetric determination of Cd and Pb at a bismuth glassy carbon electrode modified with Nafion, poly(2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole) and multiwalled carbon nanotubes, Microchimica Acta, 2011, 173 (1-2), pp 95-102 115 I Cesarino, C Gouveia-Caridade, R Pauliukaitė, et al., Characterization and application of bismuth-film modified graphite-polyurethane composite electrodes, Electroanalysis, 2010, 22 (13), pp 1437-1445 116 E Chow, D B Hibbert & J J Gooding, Voltammetric detection of cadmium ions at glutathione-modified gold electrodes, Analyst, 2005, 130, pp 831-837 117 Y Wu, N Bing Li & H Qun Luo, Electrochemical determination of Pb(II) at a gold electrode modified with a self-assembled monolayer of 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, Microchimica Acta, 2008, 160 (1-2), pp 185-190 118 Y Arima & H Iwata, Effects of surface functional groups on protein adsorption and subsequent cell adhesion using self-assembled monolayers, Journal of Materials Chemistry, 2007, 17 (38), pp 40794087 119 M Lessel, O Bäumchen, M Klos, et al., Self-assembled silane monolayers: an efficient step-by-step recipe for high-quality, low energy surfaces, Surface and Interface Analysis, 2015, 47 (5), pp 557-564 120 T Bauer, T Schmaltz, T Lenz, et al., Phosphonate- and carboxylatebased self-assembled monolayers for organic devices: a theoretical study of surface binding on aluminum oxide with experimental support, ACS Applied Materials & Interfaces, 2013, (13), pp 6073-6080 121 C A Widrig, C H Chung & M D Porter, The electrochemical desorption of n-alkanethiol monolayers from polycrystalline Au and Ag electrodes, Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, 1991, 310 (1), pp 335-359 122 P H Phong, N H Anh, L Q Hung, et al., Voltammetric behavior of two stacking layers of copper-bound 3- mercaptopropionic selfassembled monolayers on gold electrode and application in enhancement of detection of Cu(II), Asian Journal of Chemistry, 2013, 25 (3), pp 1456-1460 134 123 Phạm Hồng Phong, Nguyễn Hồng Anh, Lê Quốc Hùng, et al., Sensor điện hóa sử dụng đơn lớp tự xếp 3-mercaptopropionic acid vàng nano để xác định lượng vết đồng, Tạp chí Hóa học, 2012, 50 (4B), tr 215-218 124 S J Ding, B W Chang, C C Wu, et al., Impedance spectral studies of self-assembly of alkanethiols with different chain lengths using different immobilization strategies on Au electrodes, Analytica Chimica Acta, 2005, 554 (1–2), pp 43-51 125 P H Phong, D.T Huyen, N.H Anh, et al., Effects of introducing 2aminoethanethiol into 4-pyridineethanethiol self-assembled monolayer applicable to enhance sensitivity of Hg(II) electrochemical analysis, Journal of New Materials for Electrochemical Systems, 2015, 18, pp 207-212 126 N Daud, N A Yusof & T W Tee, Development of electrochemical sensor for detection of mercury by exploiting His-Phe-His-Ala-His-PheAla-Phe modified electrode, International Journal of Electrochemical Science, 2011, 6, pp 2798 - 2807 127 N L Dias Filho, G L Okajima, G Pires, et al., Voltammetry of mercury (II) based on an organo-clay modified graphite electrode, Portugaliae Electrochimica Acta, 2008, 26, pp 163-179 128 A J Bard & L R Faulkner, Electrochemical methods : fundamentals and applications, second edition, John Wiley & Sons, Inc, 2000, New York 129 Trần Cao Sơn, Thẩm Định Phương Pháp Trong Phân Tích Hóa Học Và Vi Sinh Vật, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2010, tr 32-37, Hà Nội 130 P.H Phong, N.H Anh, L.Q Hung, et al., Highly sensitive determination of Hg(II) using self-assembled monolayer of 4-pyridineethanthiol on gold nanoparticles modified-glassy carbon electrode pretreated by exclusively cathodic polarization, Asian Journal of Chemistry, 2013, 25 (12), pp 6562-6568 131 M S El-Deab, T Sotomura & T Ohsaka, Size and crystallographic orientation controls of gold nanoparticles electrodeposited on GC electrodes, Journal of The Electrochemical Society, 2005, 152 (1), pp C1-C6 132 S Cherevko, X Xing & C H Chung, Electrodeposition of threedimensional porous silver foams, Electrochemistry Communications, 2010, 12 (3), pp 467-470 133 J Wang, Analytical electrochemistry, 2006, Wiley-VCH 134 A Ressine, C Vaz-Domínguez, V M Fernandez, et al., Bioelectrochemical studies of azurin and laccase confined in threedimensional chips based on gold-modified nano-/microstructured silicon, Biosensors and Bioelectronics, 2010, 25 (5), pp 1001-1007 135 135 C Fernandez, A C L Conceiỗóo, R Rial-Otero, et al., Sequential flow injection analysis system on-line coupled to high intensity focused ultrasound:  green methodology for trace analysis applications as demonstrated for the determination of inorganic and total mercury in waters and urine by cold vapor atomic absorption spectrometry, Analytical Chemistry, 2006, 78 (8), pp 2494-2499 136 J L Capelo, I Lavilla & C Bendicho, Room temperature sonolysisbased advanced oxidation process for degradation of organomercurials:  application to determination of inorganic and total mercury in waters by flow injection-cold vapor atomic absorption spectrometry, Analytical Chemistry, 2000, 72 (20), pp 4979-4984 137 J Sanz, J C Raposo, J Larreta, et al., On-line separation for the speciation of mercury in natural waters by flow injection-cold vapouratomic absorption spectrometry, Journal of Separation Science, 2004, 27 (14), pp 1202-1210 138 A Ulman, Formation and structure of self-assembled monolayers, Chemical Reviews, 1996, 96 (4), pp 1533-1554 139 J J Calvente, Z Kováčová, M D Sanchez, et al., Desorption of spontaneously adsorbed and electrochemically readsorbed 2mercaptoethanesulfonate on Au(111), Langmuir, 1996, 12 (23), pp 5696-5703 140 M Riskin, B Basnar, E Katz, et al., Cyclic control of the surface properties of a monolayer-functionalized electrode by the electrochemical generation of Hg nanoclusters, Chemistry – A European Journal, 2006, 12 (33), pp 8549-8557 136 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Đặng Thanh Huyền, Phạm Thị Hải Yến, Nguyễn Hoàng Anh, Phạm Hồng Phong, Bước đầu ứng dụng sensor điện hóa có cấu trúc nano xác định lượng vết thủy ngân nước biển, Tạp chí Hóa học, 52 (6A), 181-185, 2014 Phạm Thị Hải Yến, Vũ Thị Thu Hà Phạm Hồng Phong, Đặc tính Von – Ampe hịa tan Hg(II) điện cực vàng có cấu trúc bề mặt khác nhau, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 53(1B), 317-325, 2015 Pham Thi Hai Yen, Vu Thi Thu Ha, Pham Khac Duy and Vu Hai Dang, Investigation of electrochemical properties of homemade nano gold electrodes and application in determination of Hg(II) at the trace levels, Tạp chí Hóa học, 53(5), 657-662, 2015 Phạm Thị Hải Yến, Vũ Thị Thu Hà, Phạm Hồng Phong, Manufacture of gold-wire microelectrode applicable to analyse of the trace concentration of Hg(II), Tạp chí Hóa học, 53(6), 695-699, 2015 Pham Khac Duy, Pham Thi Hai Yen, Seulah Chun, Vu Thi Thu Ha, Hoeil Chung, Carbon fiber cloth–supported Au nanodendrites as a rugged surface-enhanced Raman scattering substrate and electrochemical sensing platform, Sensors and Actuators B, 225, 377-383, 2016 137 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phiếu kết phân tích mẫu phương pháp AAS Địa phân tích: Phịng Hóa phân tích – Viện Hóa học Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Phiếu kết (đính kèm trang sau) 138 139 Phụ lục 2: Đặc tính kĩ thuật vải cacbon Loại W0S1002 140 ... đích nghiên cứu cấu trúc tính chất điện hóa số điện cực tự chế tạo: điện cực vàng cấu trúc nano vàng nano biến tính hợp chất hữu cơ; đánh giá so sánh với vi điện cực vàng kích thước cỡ micromet điện. .. cấu trúc, tính chất điện hóa số điện cực biến tính vàng nano, ứng dụng phân tích lượng vết Hg(II)” làm đề tài nghiên cứu cho luận án với mục tiêu chế tạo số loại điện cực biến tính vàng cấu trúc... hiệu điện hóa điện cực vàng chế tạo 62 3.2.1 Điện cực vàng đĩa 62 3.2.2 Vi điện cực vàng sợi 63 3.2.3 Điện cực vàng nano dạng hạt 64 3.2.4 Điện cực vàng nano