L ỜI CẢM ƠN
3.2.3 Khảo sát dung dịch nền
Dung dịch nền có vai trò quan trọng trong phương pháp phân tích cực phổ, dung dịch nền ảnh hưởng đến độ nhớt, lực ion và có khả năng phản ứng hóa học với các chất trong dung dịch. Vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát một số dung dịch nền thông dụng với từng nồng độkhác nhau đề chọn một nền tối ưu.
Chúng tôi dùng chip có kích thước chiều dài 1000µm và dùng phương pháp quét
thế tuyến tính ( Linear Sweep Voltammetry - LSV) cho các khảo sát As tiếp theo.
Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước nghiên cứu phân tích As hầu hết đều dùng HCl làm dung dịch nền do HCl có thể tạo phức với As (III) làm quá trình trao đổi điện tử nhanh hơn. Do đó đầu tiên chúng tôi khảo sát trong dung dịch HCl 0,1M.
Qua thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy dung dịch nền HCl không thích hợp cho chip nano Au, tín hiệu As(III) trên điện cực chip nano vàng cao trong lần đầu đo nhưng sau đó sẽ
giảm dần trong các lần đo tiếp theo. Sau 3 lần đo, điện cực nano vàng hoàn toàn mất hoạt tính không cho tính hiệu của As(III).
Hình 3.11: Hình bề mặt chip Au sau 2,3 lần quét trong dung dịch HCl 0,1M
Kết quảthu được từ hình 3.11 cho thấy khi quét trong dung dịch HCl 0,1M thì sau 2 lần quét hầu hết các sợi Au của chip đều không còn, đến lần thứ 3 các sợi Au của chip
đều mất hết.
Điều này được lý giải là dung dịch axit HCl 0,1M là axit mạnh, phá hủy lớp Cr
dưới lớp Au, do đó sợi Au của chip bị bong tróc ra nhiều sau vài lần quét.
Vì thế, chúng tôi nghiên cứu phân tích As(III) trong các dung dịch nền khác với HCl.
Các nghiên cứu trong và ngoài nước khi phân tích As đều dùng dung dịch nền là axit và quá trình tích góp tiến hành trong môi trường axit nên chúng tôi chọn dung dịch nền là môi trường axit thông dụng. Các dung dịch nền khác nhau được dùng nghiên cứu
môi trường phù hợp cho phân tích As(III). Các môi trường khảo sát bao gồm các axit
thong dụng : 0.1M HNO3 , 0.1M H2SO4, 0.1M HClO4, 0.1M HNO3 + 0.5M KCl , 0.1M
H2SO4 + 0.5M KCl , 0.1M HClO4 + 0.5M KCl , 1M H3PO4. Kết quảchúng tôi thu được tín hiệu như hình 3.12
Hình 3.12 : Tín hiệu dòng thu được khi quét bằng LSASV trong các dung dịch nền khác nhau với nồng độ As(III) 50ppb
Sau đó xử lý số liệu, lấy tín hiệu đỉnh chúng tôi vẽ lại biểu đồ cột như hình 3.13 để
tiện quan sát rõ sựthay đổi tín hiệu ở các dung dịch nền khác nhau.
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của các dung dịch nền đến cường độđỉnh.
0 0.05 0.1 0.15 0.2
HNO3 H2SO4 HClO4 HNO3 KCl 0.5MH2SO4 KCl 0.5MHClO4 KCl 0.5M H3PO4
I (uA)
Từ kết quả trên hình 3.12 và 3.13 cho thấy dung dịch nền 0.1M H2SO4 + 0.5M KCl cho tín hiệu As(III) cao nhất trong các dung dịch nền khảo sát, theo sau là H3PO4, tín hiệu thấp nhất là của dung dịch nền H2SO4 0,1M.
Điều này được giải thích theo tài liệu tham khảo 17 (mục tài liệu tham khảo) là Cl- trong dung dịch làm cho quá trình trao đổi điện tử với As xảy ra dễ dàng hơn, do đó tín
hiệu thu được sẽtăng cao.
Tuy nhiên, chúng tôi không chọn dung dịch 0.1M H2SO4 + 0.5M KCl làm dung dịch nền cho khảo sát sau này vì qua thực nghiệm chúng tôi quan sát thấy chip Au bị phá hủy mạnh sau 4, 5 lần đonhư hình 3.14.
Hình 3.14: Hình ảnh bề mặt chip Au sau 4,5 lần quét trong dung dịch H2SO4 0,1M
Ta thấy sau 4, 5 lần quét sợi Au bị bong tróc đi khá nhiều. Điều này được lý giải do dung dịch axit phá hủy lớp Cr mỏng dưới lớp Au.
Tuy trong dung dịch nền H3PO4 1M tín hiệu của As(III) không phải cao nhất
nhưng chúng tôi chọn H3PO4 là dung dịch nền để nghiên cứu tiếp theo vì H3PO4 là acid trung bình, là chất oxy hóa yếu trong khi các acid còn lại đều có tính oxy hóa mạnh. Bên cạnh đó, điện cực chip nano Au được hướng tới ứng dụng trong phân tích hiện trường nên dung dịch đi kèm phân tích phải có độổn định cao, ít bịthay đổi trong quá trình bảo quản. H3PO4 phù hợp là dung dịch nền để phân tích As(III) hiện trường.
Kết luận : chúng tôi chọn H3PO4 làm dung dịch nền cho các khảo sát As sau này.
