5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.4.3. Diện tích hoạt động điện hóa của điện cực PtNPs/GC với tPt khác nhau
Hình 3.9: Đường CV của điện cực PtNPs/GC chế tạo ở các thời gian lắng đọng khác nhau trong dung dịch K3[Fe(CN)6] 5 mM trong đệm photphat 0,1 M, pH = 7, tốc độ
quét thế 0,1 V/s.
Diện tích hoạt động điện hóa (Ahd) của điện cực PtNPs/GC chế tạo ở các thời gian lắng đọng khác nhau được tính theo phương trình Randle – Sevcik. Kết quả được chỉ ra ở Bảng 3.2.
Bảng 3.2: Diện tích hoạt động điện hóa của điện cực PtNPs/GC với thời gian lắng đọng khác nhau
GC PtNPs/GC
50 s 100 s 150 s 200 s 300 s Ipc.10-6 (A) 44,11 106,23 120,21 186,85 121,40 120,86
Ahd.10-2(cm2) 4,35 10,48 11,86 18,43 11,98 11,92
Theo kết quả Hình 3.10, so với diện tích hoạt động điện hóa trên điện cực nền GC, Ahd của các điện cực PtNPs/GC tăng lên và tăng dần theo chiều tăng của thời gian lắng đọng Pt từ 50 s đến 150 s. Sau đó giá trị này giảm xuống khi thời gian tạo platin là 200 s, 300 s. Sự biến đổi này (có thể được quan sát
rõ hơn trên đồ thị trong Hình 3.9) là phù hợp với sự biến đổi của chiều cao píc khử Fe(III) trên đường Von - Ampe ghi được.
0 50 100 150 200 250 300 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 AEAS / cm 2 tPt /s
Hình 3.10: Đồ thị sự thay đổi diện tích hoạt động điện hóa của điện cực PtNPs/GC với t
Pt khác nhau
Như vậy, khi thời gian tạo platin tăng, lượng platin kết tủa lên điện cực nền tăng, nhưng không đồng nghĩa với việc diện tích bề mặt điện cực sẽ tăng lên. Hiện tượng giảm dòng pic, tương đương với giảm diện tích hoạt động điện hóa của bề mặt điện cực xảy ra khi thời gian điện phân kết tủa platin tăng lên đến 200 s, 300 s là do khi tăng thời gian điện phân lên 200 s, 300 s xảy ra hiện tượng kết đám nên trên bề mặt điện cực hình thành các khối platin tập trung. Lúc này, tổng diện tích của bề mặt platin bị giảm đi. Ngoài ra, thời gian tạo platin dài làm mật độ các bông hoa tăng lên, khoảng trống giữa chúng hẹp dần, gây khó khăn cho việc khuếch tán các chất điện hoạt vào các lớp sâu bên trong của điện cực platin để tham gia phản ứng điện hóa trên các lớp bên trong này. Tức là, có thể diện tích bề mặt platin lớn, nhưng phản ứng điện hóa không xảy ra trên toàn bộ diện tích này. Vì thế, diện tích hoạt động điện hóa của điện cực bị giảm theo.
Như vậy, điện phân tạo platin nano trên điện cực nền GC trong thời gian 150 s sẽ thu được bề mặt có diện tích hoạt động điện hóa lớn nhất.
3.5. Khảo sát ảnh hưởng của EPt và tPt đến cường độ dòng đỉnh hòa tan (Ip) của Cd(II), Pb(II)bằng phương pháp Von - Ampe hòa tan anot.
Để khảo sát ảnh hưởng của EPt và tPt đến cường độ dòng đỉnh hòa tan của Pb(II), chúng tôi tiến hành ghi đo đường Von - Ampe hòa tan anot (DPASV) của Pb(II) trên các điện cực PtNPs/GC chế tạo ở các điều kiện EPt và tPt khác nhau. Cường độ dòng đỉnh hòa tan của 10 ppb Pb(II) trên các điện cực PtNPs/GC trong dung dịch đệm axetat 0,1M (pH 4,5), thời gian điện phân làm giàu 120 s tại - 1,1 V; khoảng quét thế từ -1,0 V đến -0,2 V với biên độ xung 60 mV, độ rộng xung 30 ms và bước thế là 5 mV. Kết quả được chỉ ra ở Hình 3.11.
Hình 3.11: Cường độ dòng đỉnh hòa tan của Pb(II) trên điện cực PtNPs/GC chế tạo ở các điều kiện EPt (A) và tPt (B).
Kết quả từ Hình 3.11 cho thấy rằng, cường độ dòng đỉnh hòa tan của Pb(II) trên điện cực PtNPs/GC chế tạo ở -0,2 V là lớn nhất, nguyên nhân có thể là do ở điều kiện này platin nano hình thành trên điện cực là những bông hoa có nhiều cánh nên diện tích hoạt động điện hóa là lớn nhất. Cường độ dòng đỉnh hòa tan của Pb(II) trên điện cực PtNPs/GC tăng dần theo thời gian lắng đọng (tPt) và lớn nhất đạt được ở 150 s, sau đó giảm có thể là do thời gian tạo platin dài thì trên bề mặt điện cực hình thành platin nano với cấu trúc đa lớp, do đó khi Pb được làm giàu vào các lớp xâu bên trong nên khi hòa tan ra thì Pb không hòa tan ra hết do đó cường độ dòng đỉnh hòa tan Pb(II) giảm. Qua nghiên cứu này, chúng tôi chọn -0,2 V và 150 s là điều kiện tối ưu cho quá trình biến tính GC bằng các hạt nano platin.