3.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch muối Halogen lên cấu trúc của đơn lớp Langmuir AA
3.3.3 So sánh ảnh hưởng của các anion halogen lên cấu trúc đơn lớp Langmuir AA
Tiếp theo, chúng tôi sẽ so sánh phổ SFG của đơn lớp AA trên bề mặt dung dịch muối NaCl, NaI với cùng nồng độ để xét ảnh hưởng của anion Cl¯ và I¯. Trên hình 3.16 là phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 1M. Để có cái nhìn khả quan hơn, phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 2M được thể hiện trên hình 3.19. Tách riêng phổ SFG của mode dao động CHx của đơn lớp Langmuir AA trên dung dịch muối NaI, NaCl tại cùng nồng độ 1M (hình 3.17) và tại cùng nồng độ 2M (hình 3.20) trong vùng có số sóng từ 2800 cm-1 đến 3000 cm-1 để quan sát. Phổ SFG của mode dao động OH của đơn lớp Langmuir AA trên dung dịch muối NaI, NaCl tại cùng nồng độ 1M (hình 3.18) và tại cùng nồng độ 2M (hình 3.21) trong vùng có số sóng từ 2800 cm-1 đến 3000 cm-1.
66
2800 3000 3200 3400 3600
0 200 400 600 800 1000
SFG Intensity (a.u.)
Wavenumber (cm-1) AA_H20 AA_1M NaCl AA_1M NaI
Hình 3.16. Phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 1M. Tần số hồng ngoại từ 2800 cm-1 đến 3600 cm-1.
2800 2900 3000
0 200 400 600 800 1000
SFG Intensity (a.u.)
Wavenumber (cm-1)
AA_H20 AA_1M NaCl AA_1M NaI 2880
2945
Hình 3.17. Phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 1M. Tần số hồng ngoại từ 2800 cm-1 đến 3000 cm-1.
Cường độ tín hiệu SFG (a.u.)
Số sóng (cm-1) Số sóng (cm-1) Cường độ tín hiệu SFG (a.u.) Cường độ tín hiệu SFG (a.u.)
67
3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
0 20 40 60 80 100
SFG Intensity (a.u.)
Wavenumber (cm-1)
AA_H20 AA_1M NaCl AA_1M NaI
Hình 3.18. Phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 1M. Tần số hồng ngoại từ 3000 cm-1 đến 3600 cm-1.
Hình 3.19. Phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 2M. Tần số hồng ngoại từ 2800 cm-1 đến 3600 cm-1.
2800 3000 3200 3400 3600
0 200 400 600 800 1000
SFG Intensity (a.u.)
Wavenumber (cm-1)
AA_H20 AA_2M NaCl AA_2M NaI
Cường độ tín hiệu SFG (a.u.)
Số sóng (cm-1) Số sóng (cm-1)
Cường độ tín hiệu SFG (a.u.)
68
Hình 3.20. Phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 2M. Tần số hồng ngoại từ 2800 cm-1 đến 3600 cm-1.
Hình 3.21. Phổ SFG của đơn lớp AA trên dung dịch muối NaCl và NaI tại cùng nồng độ 2M. Tần số hồng ngoại từ 3000 cm-1 đến 3600 cm-1.
2800 2850 2900 2950 3000
0 200 400 600 800 1000
SFG Intensity (a.u.)
Wavenumber (cm-1)
AA_H20 AA_2M NaCl AA_2M NaI
3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600
0 20 40 60 80 100
SFG Intensity (a.u.)
Wavenumber (cm-1)
AA_H20 AA_2M NaCl AA_2M NaI Số sóng (cm-1)
Cường độ tín hiệu SFG (a.u.)
Số sóng (cm-1)
Cường độ tín hiệu SFG (a.u.)
69
Hình 3.13 và hình 3.16, ta có thể thấy rằng tại cùng nồng độ xác định của hai dung dịch muối NaCl và NaI, cường độ của 2 đỉnh CHx có thay đổi đáng kể. Cụ thể, cường độ đỉnh CHx của dung dịch muối NaCl lớn hơn cường độ dung dịch muối NaI. Vì đã giữ cố định cation Na+ nên sự ảnh hưởng này có thể được giải thích do anion I¯ có kích thước và độ phân cực lớn hơn Cl¯ hoặc I¯ có xu hướng nổi lên bề mặt hơn Cl¯ làm số lượng anion I¯ xuất hiện trên bề mặt nhiều hơn số lượng anion Cl¯. Điều này hoàn toàn phù hợp với các mô phỏng MD trên bề mặt các dung dịch muối NaCl, NaI thể hiện trong hình 3.13. Ngoài ra, phép đo thế năng bề mặt thực nghiệm của các dung dịch NaCl, NaI cho thấy thế năng bề mặt càng âm khi tăng kích thước anion, nghĩa là các anion I¯ có kích thước lớn hơn sẽ nổi lên bề mặt nhiều hơn anion Cl¯ [18]. Như vậy, ở cùng nồng độ muối, anion I¯ ảnh hưởng lên cấu trúc mặt phân cách mạnh hơn anion Cl¯ nghĩa là anion I¯ làm nhiễu loạn và mất trật tự mạng liên kết của đơn lớp Langmuir AA hơn so với anion Cl¯.
Hình 3.18 và hình 3.21, trong vùng có số sóng 3000 cm-1 đến 3600 cm-1 ta có thể thấy rằng tại cùng nồng độ xác định của hai dung dịch muối NaCl và NaI cường độ tín hiệu của dải OH ice-like của NaI lớn hơn so với NaCl, điều này ngược với xu hướng thay đổi vùng CHx đã nói ở trên. Với kết quả này, chúng tôi đưa ra đề xuất giải thích như sau: do anion I¯ có xu hướng nổi lên bề mặt hơn anion Cl¯, nên một số anion I¯ có xu hướng bứt hẳn lên trên bề mặt còn một số anion Cl ¯ không nổi hẳn lên trên bề mặt. Vì thế, một số anion Cl ¯ không nổi hẳn lên trên bề mặt sẽ làm ảnh hưởng trật tự lớp nước bên dưới, gây nhiễu loạn mạng tinh thể. Dẫn đến cường độ tín hiệu của dải OH ice-like của đơn lớp Langmuir AA/ dung dịch muối NaCl nhỏ hơn so với dung dịch muối NaI.
70