CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM
2.3. Các phương pháp phân tích
2.3.3.2. Quy trình thực hiệ n
Phương pháp đường chuẩn được thực hiện như sau:
1) Chuẩn bị từ 6 dung dịch của mẫu chuẩn trở lên với các nồng độ C khác nhau.
2) Đo độ hấp thụ quang A của các dung dịch ở λmax, là bước sóng đặc trưng của mẫu chuẩn có cường độ hấp thụ cực đại.
3) Biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính của A theo C trên đồ thị.
4) Lặp lại các bước 1 và 2 với dung dịch cần xác định, từ A thu được, xác
định C qua đồ thị hoặc qua phương trình hồi quy rút ra từđồ thị.
Yêu cầu trong phân tích thành phần hóa học sử dụng phương pháp đường chuẩn:
• Yêu cầu về các hợp chất cần xác định là phải bền, ít phân ly, ổn định, không thay đổi thành phần trong khoảng thời gian nhất định để thực hiện phép đo (10–20 phút).
• Hệ số ε lớn có giá trị từ 103–5.104 l.mol-1cm-1, có thể thực hiện phản ứng tạo màu với các thuốc thử vô cơ và hữu cơ.
• Nồng độ chuẩn chất cần xác định theo định luật Lambert – Beer, hay nói cách khác, nồng độ chuẩn chất cần xác định cần phải thỏa mãn khoảng tuyến tính ( sẽ được đề cập dưới đây).
• Các hợp chất là phức cần đo phải có λmax khác xa với λmax của thuốc thử
trong cùng điều kiện tức là ∆λ>2 lần nửa bán chiều rộng của vân phổ
(khoảng 80 -100 ηm). Thí dụ, khi phân tích Fe2+ bằng phương pháp O- Phenanthroline. Sau khi thêm thuốc thử ta được phức màu vàng cam (λmax=510 ηm), trong khi đó thuốc thử 1,10- Orthophenanthroline có λmax = 250 ηm.
Khoảng tuyến tính LOL (Limit of Linear Response) là khoảng nồng độ
tuân theo định luật Beer, nghĩa là khi nồng độ tăng thì độ hấp thụ quang A tăng. Ngoài giới hạn LOL là sự lệch khỏi định luật Beer, nghĩa là khi nồng độ tăng thì
độ hấp thụ quang A hầu như không tăng nữa. Nguyên nhân của quá trình này là do nồng độ dung dịch quá lớn. Ngoài ra, khoảng tuyến tính LOL còn bị ảnh
hưởng của mức độ đơn sắc của ánh sáng sử dụng, pH của dung dịch, lực ion, sự
pha loãng, v.v. Sự lệch khỏi định luật Beer được biểu diễn trên hình 14.
Hình 14. Giới hạn của định luật Beer về sự hấp thụ quang.
Trong phương pháp đường chuẩn nói riêng và phân tích trắc quang nói chung, có thể chia sai số thành 2 nhóm:
1) Sai số do tiến hành phản ứng hóa học (hóa chất, thao tác, dụng cụ, v.v.) 2) Sai số của tín hiệu đo độ hấp thụ của dung dịch (do hệ thống đo).
Độ chính xác trong phương pháp này phụ thuộc vào hàng loạt nguyên nhân khác nhau rất phức tạp bao gồm sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống, trong
đó sai số quan trọng nhất là sai số của tín hiệu trong quá trình đo độ hấp thụ
quang học.
LOL A
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát bề mặt đế vàng
3.2.1. Hiển vi điện tử quét
Hình thái bề mặt và cấu trúc đế trên đó xảy ra quá trình tự lắp ghép là rất quan trọng trong việc hình thành màng mỏng và các ảnh hưởng trực tiếp lên các sai hỏng của màng. Bề mặt vàng thu được bằng phương pháp phún xạ, được quan sát trên kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường S-4800 (hãng Hitachi - Nhật bản) tại Viện Khoa học Vật liệu với độ phóng đại 80 nghìn lần, thể hiện trên hình 15.
Hình 15. Ảnh SEM của màng vàng sử dụng trong thí nghiệm.
Các tạp chất hoặc sự không ổn định của bề mặt vàng ảnh hưởng trực tiếp tới cấu trúc màng SAM thu được. Các sai hỏng về cấu trúc của màng hầu hết là do sự lồi lõm của bề mặt đế, các sai hỏng trong cấu trúc đế hoặc các tạp chất ở
trên bề mặt đế. Ảnh SEM thu được thể hiện một bề mặt vàng ít sai hỏng, các hạt với kích thước đồng đều được sắp xếp ổn định. Các tạp chất trên bề mặt xuất hiện không đáng kể, không ảnh hưởng tới sự hình thành màng mỏng tự lắp ghép.
3.2.2. Hiển vi lực nguyên tử
Bề mặt vàng trước khi đưa vào thí nghiệm tự lắp ghép phân tử được phân tích bằng hiển vi quét lực nguyên tử NT-MTD (Nga) tại Phòng thí nghiệm Micro – Nano, Trường Đại Học Công Nghệ – ĐHQGHN.
Hình 16. Ảnh AFM của màng vàng sử dụng trong thí nghiệm.
Ảnh AFM thu được (hình 16) quét với độ rộng 1µmx1µm cho thấy bề mặt vàng khá đồng đều, với kích thước các hạt nằm trong khoảng 40nm-60nm, bề
mặt đảm bảo chất lượng cho quá trình tự lắp ghép phân tử. 3.2.3. Nhiễu xạ tia X
Giản đồ nhiễu xạ tia X của bề mặt vàng được đo trên máy XRD Bruker Advanced D8 (Đức) tại Phòng thí nghiệm Micro – Nano, Trường Đại Học Công Nghệ – ĐHQGHN.
Giản đồ nhiễu xạ tia X thu được trên hình 17 sử dụng bước sóng 1,5406 Å với 2θ từ 10o đến 80o xuất hiện đỉnh nhiễu xạ 2θ tại vị trí 38,2o, 44,5o, 64,8o và 77,6o, theo thứ tự trùng với các đỉnh nhiễu xạ của vàng (111), (200), (220) và (311) [62].
Hình 17. Giản đồ nhiễu xạ tia X của màng vàng dùng trong thí nghiệm.
Theo nhiều nghiên cứu về SAM alkanethiol, bề mặt vàng định hướng (111) là bề mặt vàng tốt nhất cho quá trình tự lắp ghép phân tử [5, 63]. Bên cạnh lý thuyết về sự tối ưu của các mức năng lượng trong hình thành SAM alkanethiol trên bề mặt tinh thể (111), bề mặt vàng (111) hình thành thường có
độ phẳng cao, ít các sai hỏng. Ngoài ra, bề mặt vàng định hướng (111) còn có mật độ phân tử trên bề mặt cao nhất so với các định hướng khác, tạo thuận lợi cho việc hình thành SAM dưới dạng tinh thể 2 chiều với mật độ cao.
Áp dụng công thức Scherrer để tích kích thước hạt: 0,9. .cos β λ τ β θ = (10) Với β là độ bán rộng tại đỉnh nhiễu xạ tương ứng.
Chúng tôi tính toán được kích thước các hạt ứng tương ứng với các định hướng là Au(111) : 52 nm, Au(200) : 51,3 nm, Au(220) : 51 nm, và Au (311) : 53 nm, phù hợp với kết quả SEM và AFM thu được.