5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.2. Các kỹ thuật ghi tín hiệu Von-Ampe hòa tan
Trong phương pháp Von - Ampe hòa tan cũng như phương pháp ASV, để ghi tín hiệu Von - Ampe hòa tan, thường dùng các kỹ thuật khác nhau như Von - Ampe hòa tan anot quét thế tuyến tính (LNSV), Von - Ampe hòa tan xung vi phân (DPSV), Von - Ampe hòa tan sóng vuông (SQWSV), Von - Ampe hòa tan xung biến đổi đều (NPSV). Sau đây sẽ giới thiệu một số kỹ thuật Von - Ampe thường dùng trong phương pháp SV.
1.3.2.1. Kỹ thuật Von - Ampe xung vi phân (DPSV)
Theo kỹ thuật DP, những xung thế có biên độ như nhau khoảng 10÷100 mV và bề rộng xung không đổi khoảng 30 ÷ 100 ms được đặt chồng lên mỗi bước thế. Dòng được ghi hai lần: một lần trước khi nạp xung (I1) và một lần trước khi ngắt xung (I2), khoảng thời gian đo dòng thường là 10÷30 ms.
Dòng thu được là hiệu của hai giá trị dòng trên (I= I2 – I1) và dòng ghi được là một hàm của thế áp lên điện cực làm việc. Khi xung thế được áp vào WE, dòng tổng cộng trong hệ sẽ tăng lên do sự tăng dòng Faraday (If) và dòng tụ điện (Ic). Dòng tụ điện giảm nhanh hơn nhiều so với dòng Faraday vì Ic ~ e-t/RC* và If ~t-1/2; trong đó: t là thời gian, R là điện trở, C* là điện dung vi
phân của lớp kép. Theo cách ghi dòng như trên, dòng tụ điện ghi được trước khi nạp xung và trước khi ngắt xung là gần như nhau và do đó, hiệu số dòng ghi được chủ yếu là dòng Faraday. Như vậy, kỹ thuật DP cho phép loại trừ tối đa ảnh hưởng của dòng tụ điện.
Hình 1.1: Sự biến thiên thế theo thời gian và dạng đường Von - Ampe hòa tan
trong kỹ thuật Von - Ampe xung vi phân.
1.3.2.2. Kỹ thuật Von - Ampe sóng vuông (SQWSV)
Kỹ thuật này do Barker đề xuất năm 1958 và Ostyoung bổ sung năm 1977- 1980. Trong kỹ thuật này, những sóng vuông đối xứng có biên độ nhỏ không đổi (khoảng 50/n mV; n: số điện tử trao đổi trong phản ứng điện cực) được đặt chồng lên mỗi bước thế. Trong mỗi chu kỳ xung, đo dòng ở 2 thời điểm: thời điểm 1 (dòng dương I1) và thời điểm 2 (dòng âm I2). Dòng thu được là hiệu của 2 giá trị dòng đó (I= I2 – I1) và là hàm của thế đặt lên điện cực làm việc. Theo cách ghi dòng như vậy, đã loại trừ tối đa ảnh hưởng của dòng tụ điện. Trong một số trường hợp, kỹ thuật SQWSV có độ nhạy cao hơn so với kỹ thuật DPSV, nhưng giới hạn phát hiện nhìn chung là tương đương nhau.
tstep tpulse U t I Ghi chú: Ustart: thế đầu (mV) E: biên độ xung (mV) tpulse: bề rộng xung (ms) tstep: thời gian mỗi bước thế Ustep: bước nhảy thế (mV) Ip: chiều cao đỉnh (nA) Ep: thế đỉnh (mV)
U
E Ustep
Ip Ip = I1 – I2
Hình 1.2: Sự biến thiên thế theo thời gian và dạng đường Von - Ampe hòa tan trong kỹ thuật Von - Ampe sóng vuông.
1.3.2.3. Kỹ thuật xung thường (NPSV)
Điện cực được phân cực bằng điện áp một chiều không đổi trong suốt thời gian ghi, gọi là điện áp khởi điểm, tương ứng với chân pic thu được. Tại một thời điểm xác định, điện cực được phân cực thêm một xung điện dạng vuông góc có thời gian tồn tại ngắn (40-100 ms), sau đó xung bị ngắt và thế điện cực trở về điện áp khởi điểm. Biên độ xung tăng dần theo thời gian với tốc độ đều, dòng khử cực được ghi tại thời điểm xác định (thường 16,7 ms trước khi ngắt xung) hoặc được ghi hai lần, trước khi đặt xung và trước khi ngắt xung. Kỹ thuật tỏ ra thích hợp, cho độ nhạy cao khi phân tích các chất hữu cơ.