4. Nội dung nghiên cứu của đề tài
3.3.2. 2-aminoethanthiol biến tính AuNP/GCE
Ngoài việc sử dụng PET-SAM, AET-SAM cũng được nghiên cứu chế tạo bởi phân tử có chứa nhóm amino (-NH2), vì có tính bazo nên cũng có khả năng liên kết với Hg (II) có tính axit yếu được thể hiện qua phương trình [180]:
Hg2+ + H2O ⇌ Hg(OH)+ + H+ (3.8) Sự hình thành AET-SAM diễn ra nhờ sự hấp phụ hoá học được mô tả theo phương trình 3.5:
HS-(CH2)2NH2 + Au = Au-S-(CH2)2 NH2 + H+ + 1e (Au) (3.9) Tương tự PET-SAM, quá trình khử hấp phụ của AET-SAM/AuNP/GCE diễn
ra theo phương trình 3.6:
Hình 3. 12. Đường CV khử hấp phụ của AET-SAM/AuNP/GCE (●) và AuNP/GCE (■) đo trong dung dịch KOH 0,5 M, v = 0,1 V/s. AET-SAM được chế tạo từ dung
dịch AET có nồng độ 1 mM, thời gian ngâm 12 tiếng
Từ hình 3.12 cho thấy khi bề mặt AuNP không được hấp phụ AET-SAM lên trên bề mặt thì không có sự xuất hiện píc trên phổ đồ von ampe vòng. Nhưng khi AET-SAM được hấp phụ lên bề mặt AuNP thì xuất hiện một píc khử duy nhất tại thế - 0,78 V tương ứng với sự khử hấp phụ AET-SAM, điện lượng Q tính được từ diện tích píc là 64,225 µC/cm2 tương ứng với 4,001.1014 phân tử AET/cm2 giá trị này nhỏ hơn điện lượng Q khi khử PET-SAM (tương ứng 7,643.1014 phân tử PET/cm2, đã trình bày ở 3.3.1). Như vậy, trên cùng một đơn vị diện tích số phân tử PET tạo SAM lớn hơn số phân tử AET tạo SAM (lớn hơn 3,642.1014 phân tử) chứng tỏ số lượng các phân tử Hg (II) trong dung dịch có khả năng liên kết với các nhóm chức của phân tử PET nhiều hơn so với AET dẫn đến tăng độ nhạy của phép phân tích. Việc tạo SAM này phụ thuộc nhiều vào khả năng tương tác giữa các phân tử liền kề, bởi yếu tố này ảnh hưởng đến sự sắp xếp của các phân tử. Với AET, do trong phân tử chỉ có mạch methylen, nên năng lượng tương tác giữa các phân tử liền kề sẽ là 1990 kJ/mol [181 ], nhỏ hơn so với năng lượng tương tác giữa các phân tử PET là 2436,2 kJ/mol [181 ,182 ]. Việc tăng mức năng lượng tương tác ở các phân tử PET so với các phân tử AET là vì: đối với PET-SAM, ngoài tương tác giữa các mạch ethylen, sẽ có thêm tương tác π-π giữa các vòng pyridine của
các phân tử PET liền kề. Chính việc tăng năng tương tác giữa các phân tử liền kề này đã giúp cho sự định hướng của các phân tử PET trong quá trình sắp xếp tạo SAM diễn ra trên bề mặt AuNP được thuận lợi và đồng đều. Do đó, mật độ phân tử PET trên bề mặt cao hơn. Với định hướng tự sắp xếp đó sẽ làm số các phân tử PET có nhóm chức pyridine hướng ra ngoài tạo lớp biến tính có tính chất bề mặt của nhóm chức này tăng hơn so với số các phân tử AET tự sắp xếp tạo AET-SAM. Sự khác biệt trên phổ đồ Vol-Ampe còn cho thấy sự dịch chuyển píc khử hấp phụ trên tinh thể Au (110) đã bị dịch chuyển về phía dương, tạo thành một píc tù ở khoảng thế E = −0,78 V. Như vậy, sự dịch chuyển thế khử hấp phụ về phía dương cho thấy AET- SAM có độ bền kém hơn so với PET-SAM [1].
Như vậy, qua khảo sát sự tạo SAM cho thấy PET-SAM có mật độ phân tử lớn hơn so với AET-SAM. Điều này dễ nhận thấy bởi ở PET-SAM các phân tử PET không chỉ tương tác thông qua lực Van der Waals mà còn qua các điện tử π liên hợp của vòng pyridine.