3.3. Khả năng phát hiện ion Hg 2+ của AgNPs/GO
3.3.2. Độ nhạy của AgNPs và AgNPs/GO
Độ nhạy AgNPs/GO trong việc phát hiện màu ion Hg2+ được đánh giá bằng sự thay đổi màu và độ hấp thụ quang của dung dịch AgNPs khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ với nồng độ từ 0.01 M đến 100 M. Để đánh giá khả năng phát hiện ion Hg2+, trước tiên, chúng tôi đánh giá độ nhạy phát hiện ion Hg2+ của AgNPs để so sánh với kết quả phát hiện ion Hg2+ của AgNPs/GO. Kết quả về độ nhạy của AgNPs được thể hiện ở hình 3.16. Kết quả cho thấy cường độ hấp thụ của AgNPs giảm dần khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ với nồng độ tăng dần đồng thời vị trí cực đại hấp thụ max chuyển dịch về phía sóng đỏ từ 406 nm về 362 nm khi nồng độ Hg2+ tăng từ 0.1 lên 80 M. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các công bố trước đây [67]. Đồng thời, hình 3.17 thể hiện sự thay đổi màu sắc của dung dịch AgNPs khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ ở các nồng độ khác nhau. Kết quả cho thấy khi thêm dung dịch chứa Hg2+ vào dung dịch AgNPs thì màu của dung dịch AgNPs giảm dần và có thể nhìn thấy bằng mắt thường sự thay đổi màu sắc bắt đầu từ Hg2+
với nồng độ bằng 50 M. Sự thay đổi màu sắc của dung dịch AgNPs khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ có thể do sự tương tác của các ion Hg2+ với các nhóm chức hữu cơ có khả năng cho electron của các hợp chất bao bọc các hạt bạc làm cho các phân tử hợp chất hữu cơ tách ra đồng thời các hạt nano bạc bị keo tụ lại trong dung dịch và xảy ra quá trình khử hoá Hg2+ thành Hg0 và oxy hoá Ag0 thành Ag+. Kết quả này cho thấy có thể sử dụng AgNPs tổng hợp từ dịch vỏ Nho rừng để phát hiện màu ion Hg2+.
Hình 3.16. Phổ hấp thụ UV-Vis của các dung dịch hỗn hợp giữa AgNPs và Hg2+ với cỏc nồng độ Hg2+ khỏc nhau (0-100 àM)
Hình 3.17. Hình ảnh về thay đổi màu sắc của hỗn hợp với nồng độ Hg2+ khác nhau Để đánh giá giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng, chúng tôi tiến hành dựng đường chuẩn dựa vào sự biến đổi độ hấp thụ quang tại giá trị = 406 nm của AgNPs trước và sau khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+. Bảng 3.2 thể hiện sự thay đổi độ hấp thụ của AgNPs khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ ở các nồng độ từ 0.1 đến 10 M. Hình 3.18 thể hiện đường chuẩn giữa nồng độ Hg2+ với sự thay đổi độ hấp thụ.
Bảng 3.2. Sự thay đổi độ hấp thụ của AgNPs tại giá trị = 406 nm khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ ở các nồng độ từ 0.1 đến 10 M
STT Nồng độ Hg2+ (àM) max
Cường độ hấp thụ tại 406
Sự thay đổi độ hấp thụ
1 0 406 1.351 0
2 0.1 406 1.267 0.084
3 1.0 406 1.253 0.098
4 2.0 406 1.241 0.11
5 4.0 404 1.219 0.132
6 6.0 402 1.191 0.16
7 10.0 398 1.152 0.199
Phương trình đường chuẩn y = 11603x + 0.1948 với hệ số tương quan tốt R2
= 0,9957 thể hiện mối quan hệ tuyến tính cao giữa sự biến đổi độ hấp thụ với nồng độ chất phân tích. Kết quả cho thấy rằng đường chuẩn này có thể được áp dụng để xác định nồng độ của ion Hg2+ trong các mẫu thực. Dựa vào kết quả xây dựng đường chuẩn, giới hạn phát hiện (LOD) tính theo công thức 2.1 và giới hạn định lượng (LOQ) tớnh theo cụng thức 2.2 lần lượt là 0.50 M và 1.67 àM trong đú b = 0.00194, Sy = 11603 với khoảng tuyến tính từ 0.1 đến 10 M.
Hình 3.18. Phương trình đường chuẩn giữa nồng độ Hg2+ với sự thay đổi độ hấp thụ
Trong khi đó, độ nhạy phát hiện ion Hg2+ của AgNPs/GO được đánh giá khi thêm nồng độ ion Hg2+ vào hỗn hợp AgNPs/GO. Kết quả (hình 3.19) cho thấy khi thêm ion Hg2+ với nồng độ tăng dần thì vị trí cực đại hấp thụ của AgNPs/GO cũng chuyển dịch về phía sóng đỏ từ 404 về 362 nm đồng thời cường độ hấp thụ giảm dần. So sánh độ nhạy phát hiện ion Hg2+ của AgNPs và AgNPs/GO thì thấy rằng khi thêm ion Hg2+ với nồng độ tăng dần vào AgNPs/GO thì vị trí cực đại hấp thụ chuyển dịch về phía sóng đỏ nhanh hơn đồng thời cường độ hấp thụ giảm mạnh hơn so với AgNPs. Điều này có thể giải thích do ion Hg2+ tương tác với các nhóm chức COOH, C=O của GO và các nhóm chức khác bao bọc các hạt nano bạc, các nhóm chức này có khả năng cho electron làm cho các hạt nano bị keo tụ nhanh chóng trong dung dịch và xảy ra quá trình khử Hg2+ thành Hg0 và oxy hoá Ag0 thành Ag+. Hơn nữa, màu sắc của dung dịch AgNPs/GO khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ với các nồng độ khác nhau (hình 3.20) giảm dần và có thể nhìn thấy bằng mắt thường sự thay đổi màu sắc bắt đầu từ Hg2+ với nồng độ bằng 20 M.
Hình 3.19. Phổ hấp thụ UV-Vis của các dung dịch hỗn hợp giữa AgNPs/GO và Hg2+ với cỏc nồng độ Hg2+ khỏc nhau (0.1-100 àM)
Hình 3.20. Hình ảnh về thay đổi màu sắc của hỗn hợp với nồng độ Hg2+ khác nhau Để so sánh giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng của AgNPs/GO với AgNPs, chúng tôi đã dựng đường chuẩn dựa vào sự biến đổi độ hấp thụ quang tại bước sóng 406 nm trước và sau khi thêm ion Hg2+. Bảng 3.3 thể hiện sự thay đổi cường độ hấp thụ tại giá trị = 406 nm khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ ở các nồng độ từ 0.01M đến 20 M. Hình 3.21 thể hiện đường chuẩn giữa nồng độ ion Hg2+ với sự thay đôi độ hấp thụ quang. Phương trình đường chuẩn y = 38433x + 0.1075 với hệ số tương quan tốt R2 = 0,9966 thể hiện mối quan hệ tuyến tính cao giữa sự biến đổi độ hấp thụ với nồng độ chất phân tích. Dựa vào kết quả xây dựng
đường chuẩn, giới hạn phát hiện (LOD) tính theo công thức 2.1 và giới hạn định lượng (LOQ) tớnh theo cụng thức 2.2 lần lượt là 0.37 M và 1.23 àM trong đú b = 0.00472, Sy = 38433 với khoảng tuyến tính từ 0.11 đến 10 M
Bảng 3.3. Sự thay đổi độ hấp thụ của AgNPs tại giá trị = 406 nm khi thêm dung dịch chứa ion Hg2+ ở các nồng độ từ 0.1 đến 10 M
STT Nồng độ Hg2+ (àM) max
Cường độ hấp thụ tại 406
Sự thay đổi độ hấp thụ
1 0 406 1.457 0
2 0.1 404 1.353 0.104
3 1.0 404 1.319 0.138
4 2.0 402 1.262 0.195
5 4.0 398 1.189 0.268
6 6.0 396 1.114 0.343
7 10.0 394 0.972 0.485
Hình 3.21. Phương trình đường chuẩn giữa nồng độ Hg2+ với sự thay đổi độ hấp thụ
Như vậy, giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn phát hiện (LOQ) ion Hg2+
của AgNPs/GO thấp hơn so với AgNPs đồng thời khoảng tuyến tính từ 0.1 đến 10
M đồng thời có thể quan sát thấy bằng mắt thường sự thay đổi màu sắc bắt đầu từ Hg2+ với nồng độ thấp hơn (20 M). Kết quả thu được cho thấy AgNPs/GO có tiềm năng sử dụng để phát hiện nhanh chóng ion Hg2+ một cách đơn giản và kinh tế.
KẾT LUẬN