2.1. Hoá chất và thiết bị. T ấ t c à c á c d u n s d ị c h đ ể u d ư ợ c p h a c h ẽ từ c á c h o á chác l in h
khiết p h ân tích (loại P A ) c u a h ã n ” F lu k u . Buck.s i T h u v 'lĩI ■ rong nước cát hai lãn và dã <-|ua c ộ t t r a o d ô i io n . P iro l e ủ a h à n s F l u k a d ã d ư ợ c c á t tr ư ớ c k h i >ư d u n g . C á c vật iie u rn àn s n h ư n o n a c t i n . b is i I - b u t v l p e n t y l J a d i p a t < B B P A ) . p n i y v i n y i c í o r u a p h á n tử l ư ơ n g cao ( P V C ) , k a l i t c t r a k i s ( 4 - c h l o r o p h c n y i ) b o r a t í K T - C l P B ) va i c t r a h y c i r o i u r a n i T H F ) c u a hãng F l u k a ( T h u ỵ SŨ đ ã đ ư ợ c SỪ d ụ n s d é c h ế t a o m à n s c h o n lo e IOI1 a m o m .
Máy Poteniio-Galvanostai PGS-HH53 (Viện Hoá học. Trune tăm Khoa họciríỊ và Cõng nghệ Quốc gia chế tạoi. thiết bị cực phò VA 757 (Meirohm. Thụy sĩ). điện th ế milivoh pH meter 744 CMeirohm. Thụy sT). Máy khuây từ Stirer M 9 CMetn Thụy sĩ), diện cực ihan kính Iglassv .iirhoni (Metrohm. Thụ\' sĩ). điện cực s ọ | Ag/AgC! tiếp xúc kép (Orion Research. MỸ), điện cực so sánh Ãg/AsCI liếp xúc đc
điện cực lưới Pt (BAS. Mỹ). l i
2 2 . T ó n g hợp m àng po lim e dản điện đáp ứng với cation : Polipirol (PPy) đượQH
hợp bầng phương pháp diện hoá tại mài đố dòng khống đối từ dung dich pirol 0,5 mỊ ưén bé mât cùa diện cực than kính đã dược đánh bóng bảng bột nhóm cỡ hạt 0.051 sau đó siêu àm 30s tronc nước cấi hai lán. Dunc dich chái đién ly làm ion doi lả NH1 1 M. Mài đỗ dònc điện phán là 2.1 n'iA/cm: . thời cian diện phán (tdr) khao sát tr
khoảng từ 50 đến 30(1 Eiãv. '^ ^ Ị ẫ
Màng chọn ĩọc ioiVamòni có'k hối Hiợnc 100 mc với thành phán gom 39( nonactin 67% BBPA, 30 7c P \'C và 709f mol so Với ionophore cuu KT4C1PB được hoà lan trộn| 2 ml dung mỏi THF. Sữ dụnc 30 |i) dunc dịch mànc phu lén ưén bé mậi cua điện CỊB than kính đã được diện phán một lớp jx«limc'dản diện. Khi duiic mỏi b;i\ hai hết. luvệr điện cực ironc dim*j dich N"HjCI 1 0 'M trước kin MI dụnt: dc kliiio sái c.ic (lác tinh cu' điện cực.
3. Kết quá và thao luan
3.1. T ổng hợp điciì lioú m ang m ỏng polipirol A M
T h e o q u i ir ìn h IÓI1C hợ p p o lim e m ó t;i iro n y p hán thirc n c h iệ m . m iniỊ: p o lip iro l đã ^
dược két túu lén ucn bí nựil CIUI diện n : . tli.ui kinh do MI 0 \I hu.1 các phim Iir piml tronc 'ÌỊỊỊỊ
dunc dịch diện pliiin. Đuớiii: thé-ihới Ị-;.m (là duoi' chi doiiL’ IhòI ironi: MIDI qu;i irình
điện phim cho th;i\ rãni: M/ hình thìinh polime len ircn hc 111.11 dicn c 11c 1.11 Ó11 dinh Cúc cỏnc irình nchién cứu vc quá irình khi: po)imc uonc clmi'j dịch tliịrn l> cho iha\ khi polime bị khứ thánh irunc linh >ẽ xa\ 2 khi! Iiãni: doi \ÓI wiit 101) dúi Khd Iiimẹ ihir nhái các.' ion dối >c hi ciui plióiiiT 111 kho: polinu' I.so (lõ ] I vii kh:i nar . thu 2 cức caiion
I I O I 1 C c l u n c d ị c h s ê k í ! h o r p V Ì K ' 1 1 0 1 1 2 m a n 1-' p o l i m t * d c c a n h ã n s d i c n i i đ i I S O đi) 2 ) Ọ i u i
n in h ira o đ ỏ i 1011 c u a p o lim c k in bị kliti iro n c cIiiiil: đ ịc h tliện l\ có ilic '■>1011 d ic n ih e o SO'
đổ sau :
Các cation sẽ có xu hướnc chui văo polime đế cán bãnc điện lích với các ion đối khi polimc bị khử ò' vùne thế ám 113.14]. Điéu niu cũnc rái phù hợp V Ớ I két ụua đo c \ cua polipirol tronc dunc: dịch N’H.C1 cho thíú có sự kẽt hợp lơn amoni \ào lớp màng polime tại thè ám 0.6V. Mức độ kết hợp ion amoni \ãc' polime cùm: tha\ đói theo đõ dỳ\ cua lớp polime và các điéu kiện đo c v như thiíiih phán dunc dịch điện h \ii lốc độ quéi ihé. Khi tãns tốc độ qué! thế cũnc như tãnc độ dà\ màn!: thi cuớnc đó OM hoá khư cua polime tâng lén rát mạnh ( hì n h 1.2 ì.
E (V)
C ác (lư ờ n g viin-;ini|X - w>ni! CU.I P P w C I iroiiỊ.' ■h N H .C I i n - M ilc n i T n - l õ M p H = M T h ô ;
I) p h an p o lin u ' 1511» M iit d e i l n n ; d i c i i p lu in
m ' T ó i i 1i ’> 1|IIÓI l l i ế 1 . 1 ' ? O m \ y « < b ' > m \ ' iV/V
E ( V )
H i n l i 2 r .Iv d ư ơ tiỉ! \< > n - jn ifx v ó n i; CUÌI
t . i . -11.111 ụ- H l * \ ' C l C . H li ì « » i Ị M i i n i l i c n
pi.. 1 . I 1 . K iiIkiu IIIMIỊ: t i m *V ilicli niMK
N K . C i I 1 ' M T h ó i u i i t i : J i c n p h a n I ; t I >1*. K |l»u. h I ị >M\ 1(12"<»v u- 2S í*v II . 200t' ► / / X / / -~z'.rr - 5 0 j m - 2 5 C r r E (V) 2S'jrr. E (V) í C á c d ư ớ n ! ; v ó n - a m p c v o n2 c u ; i P P v / C I H ì n h 4 C . U Ứ I M I I L \ o i ì - a m p c ' Õ I1Ị : L’ U.1VVỵlO
c*t' dung dịch muối dorua cua các caion ir o n s các ũuns dich murii clorua cua cái cuinn
IIT M : ( a i K H *: ( b i K ’ : t c i N a ”: i d i L i ' n ò n g J ọ l r M ' J ' N H . \ ì 1. Bú' u ' C u ' u l ■»q u é i I h ế : I d O m V / v M r ' T o e A > ọ u c ! ì h c H H ) m V '
ít qua đo c \ ' [ronc d u n c dịch đệm k h ác nhau cũ rì ỉ: vho ih.iv rãnc thánh phán dung
d i ệ n l y cũnn có anh hươnc tới mức độ oxi hoá klnr cua polinie. Trong các dung
7— ---nhau nhu dệm Tris-HCl. phót phát, đệm borat 2iá trị thế khừ VƠI sự ket hợp cùa ion N H / bị dịch chuvén vé phía thế ãm hcm~so với khi đo tro dịch N;H4C1 không đêm. IM T ĩ— ----— l i c O U l t l C p i K M N H / NH .-PV C Dnng-dich «ruu ‘ Tin hitu ___________ oc KH ' ' NH,- IV r N H.CI »• VH:- liu NH.',( N H .PVC " NU- DunỊ dich vúu
Hình 5 So dỏ quú innh trao Joi IOM lui các bc mai
m ũ n c d é h i n h t h à n h ihc n u t n c khi k h ổ n c c õ s ư t ha m •iiu c ù a p o l v m c d á n d i ẻ n ( l a va 2ii) v à khi c o s ư t ha m
'iVứ c ú u p o l y m c d ủ n d i ê n M b - ? b )
Ncoài viéc kháo sát sự kẽt hơp ion amom vào polime khi bi khu. cac dánh siá tươn [ự với mòi só cation khác cũns dươc dè cap tới. Đươnc c v cua PPv/CI ironc các dung dịch muối clorua của mót số cation hoá tri 1 và 2 ịliiiih 3 va 4) cho tháv các cation hoá tạ 1 khác như lon kim loại kiém (trừ ion liti) cũne có khả nãne dươc kết hơp vào trong’ bộ khune cúa PPv, còn các cation hoá trị 2 (như kim loại kiém thói thi khóns dược kết hợp vào lóp polime. Tuy nhiẽn khả năns két hợp các Canon hoá TỊ 1 cùa polime cũng khôna giống n h a u .T ro n s số 4 cation hoá trị 1 dược khảo sát. chúnc tôi nhán thấy rằng mỗi ion được kết hợp vào polime tại một giá trị thế khừ với cườns dộ khác nhau. Sự kết hợp và giải phóns khôns chọn lọc các ion trona khi oxi hoá khử cùa polime là mộ thuộc tính cố hữu của polipiroỉ [16]. Đế tăn2 tính chọn lọc cùa màns polipirol đối vói một ion xác định chúna tôi sừ duns màns chọn lọc ion để bao phủ bên ngoài cùa lớp, màng polime. Tuv nhiên với cõng thức thành phán màns chọn lọc ion sừ dung cho dò điện thế cản bầns phù bên nsoài lóp polime thì cường độ dòna oxi hoá khử cùa polime ciảm x u ố n c s ầ n tới d á trị khỏp.2 bời vì hệ số khuếch tán truo dõi ion qua màng chọn lọc lon chậm hơn trons dunc dịch rất nhiéu.
3.2. Đ áp ứng đìèn thè của các dièn cưc am oni tiếp xúc ràn
Theo qui [rình thực nshiém đã trình bàv. màn2 polipirol với sư két hợp cùa NHjCl bẽn ư o n e m àns dã sử duna dế hình thành thế cán bãn2 m ãns cua dién cưc chon lọc lơn rạnc [hái rán. Với thời nian điẻn phán là 150s. máns poiime đat dỏ dày cỡ nano mét. Độ dàv cúa m ù n s polime nàv 2 àn tươnc dươníi với dộ dàv cua lớp điện kép hình thành khi m àns chọn loc ion tiếp xúc với duns dich. Do vậv viec thiết lập cán bãnc đóns tai lớp điện kép siữa màns chọn lọc ion và mận!! poiime xa\ ra rấl niiann. Sơ dó quá trình
.. I ■ ỉ'00 -1 '00 -1 1 ũ nH ĩ ? 50- > 2 ** 0 - / A ■ / 5 5 SO . 4 5 - - 0 1 5 K 2 „ o q ( N M ( ■;
Hin li (ì Đươtií: iam VICC c u a d iê n CƯC c h ^ ioc lon a m o n i tiê n xuc rán vu d ié n c ư c thổn
Ihưcmc sư dunc đunẹ d ic h noi. Hai d iẻ n c
c ò c ũ n c í h a n h p h a n m a n " l o n ụ c n o n loe lon.
trao đoi lon amoni tại 2 bè mãi tiếp xúc cuii m ànc cnọn iọc vói dun*: ciich v;i hí mãt diẹn cực than kính được irình bà\ tronc liinlì 5. Tror:^ trưcmc hợp màiiE lonc chọn ìc>i lon phu trực nép lén bé mật điện cực than kính lliinh ?. l a và 2a) thì sự hình thanh the can bang chi xay ra ơ phía màng tiếp xúc vôi dunc dich. còn phiu mànn tiếp xúc với điẹn cực than kính thì bị cám và do sư vặn chuvén diẹn lích sập khó khăn lkm cho đáp ưng cua điện cực này chậm. Truớn<: hợp siữa mànc chon loc lon và bé mặi diẽn cưc GC
c o đạt m ọi m an g m ò n c p olim e dãn điên ílĩinli 5 . I b . 2b va 3 b ) thì quá trình thiéi lạp the
cân bãnc cua dièn riĩr Y n K n k %»*• A n /linU « 1 M n . . . . I r r t n n
tnap IU' M/l la quá trinh khó khán. Đối với diện cưc tiếp xúc rắn kha nãnc đé m a rộnu giới hạn phái hiệp xuống nóng độ tháp là ván đé thu húi sự quan lãm nchièn cứu. Sir dáp ứng cua điện cực hoàn loàn thuán nchịch khi tãnc hoác ciam nóns độ amoni. Cúc dủc
tính như thời gian đáp ứnc. độ dóc. hệ sỏ chọn lọc CU.I diẹn cực liếp xúc rán tươníi iư
như điện cực thóna thườnc sư dunc dunc dịch nội vì su dụni: cúnc ihành phân mun;:. 4. Kết luán
Điện cực chọn lọc ion amoni theo phuơní; ihức liếp \i.k i;m ctii chroc chế lạo. VÓ! lóp tiếp xúc ran lii mán<_' món" polime dãn diện lõnu họr lliCK phương pháp dicn hcni cir. khắc phục dược các vãn dé liên quan dến su 1)11 dinh ilií diii \ ÓI diệu i u : chon lọt' 1011
trạne ihúi rân. M ặc dù diện ciiv. chọn lọt' iơn mó 1.1 i;oii'j hiu h.in IUI\ lii doi \ <>1 lor.
am oni. n h ú n " Iisu vé n lãc clic Utti IÙI\ sẽ áp dụi)í; cho v.u Ciiiion khúc nhu k .ili. Ii.un. ..
I sẽ dược thực hiẹn im ni: ihới iiĩiin lói. Các n d n e n Jiru li.-p ÚK-(' iliiíís. ilnic hicn vk- che lạo c á t vi clien cuc chọn lọt' ion phãnu
!.
ị. C o n g t r i n h n a y d ư ợ c h o a lì t h a n h v ó i s u I m t r o CIIII (/(- 1(11 i r i ì i i ỉ ỉ ílií-n i k h o a l i m leỏng Itgliẹ Đ ui học Q iioc ỊỊÍU Hu noi. mũ su : QG.TĐ.99M2
T ài lieu th a m k h a o
,1. Hcnri-'. F rcist‘r. Coalcil wirc 1011 Ndccihe cUvimúO' .Iiìil ihcir .ipplic.amn 1"
environmenuil problcmv Pure<kAppl.Clu'm..\ I'!.?11. w 2. U i l o L e n i k c a n d K a r l C iim ith in n . Coaied Film l£k’^tiI>dc-. F re se m u ' z Anal.
Chem. 119 8 9 1 Vo!. pp. N52-K54.
3. 5. \ \ a l s h . D c r u i ú ĩ D i i i m o i u l . .1. Mi.Aíldiiì.s. D \ \ n i i l j s ( i n L) uih; V/
Bonnev. Solid-State Sodium-Seleciive Sen>0iN B.i-al (111 Sacen-Pi imed \ ‘ỊÌ.\'iC \
Reference Electrodes. E le c iio a n a lv si'1199 I. Xoi. y. No. 1 ' ■ pp 131N-I324.
c . ./. M o o iì\. .Ĩonuĩlìíiii M Sìíiic: íiiiii .I.D.R Mcmnranc DeMỊỊii iinci Phoiocunnc Encapsukuion of Fkupack Ba-ed lon-SeiiMU\e Field Effeci Transistor. Analvst. Januury ìy.ss. Vol. 1 ]?.
P e r e r i r . Ale.xcnuler. T e l i i D i m ir r u k o p o u ì o s . Itiu i L). B r y n n H ' err. A phom-
cured coated \vire potassium io n -s c le c ti'í elecimde for U 'ỉ in ílo\\ iniccuon
potentiomein'. Eleciroaniih'si>. 9. No. 11. M ?-X ’
P c ĩe r u Alc.Xiintlcr. T d is Diiuiĩi'iikupi>iilti\. iiih, [) Bryiiii Hiithci'!. P h o m - c i u c c l
am m o n iu m and h\ (irocen ion >elecii\e irc c lcc tro d c ' u-cd
Mmultaneously in a portuble battery- povvered flow mjeclion and Electroanaivsis. 9. No. 17. 1331-1336 11997)
R o h e r i D o b a y . G a b o r H a rs a n v i a nd Cs;iba Vi>v. C o n d u c im u p o lv m e ri
e le c tio c h e m ic a l sensors on thick lilni substraie. Eiectroainilvsi.s 1999. 1.
10-1 1.
E ik a n ự \vaiiỊỊ ;incl A n iu m Liu. Po lianilinc chomicii11N' mcxliíìed clccirodc d c te c iio n ot a n io n s in f lo \\- in je c ti o n aiuilvsis and 1011 c h r o m a io m a p h v . A n a l ĩ
Chimica Acta. 252 (1 9 9 1153-5“ . ~ r.HH
Pin 5 jo b e r g . J o h a n B o h ack u . A n ơrzei Lc\vcnslum and lv as k a. A ll- io lid -jS d i l o r i d e - s e i e c t i v e e l e c tr n d e Ixised 011 p o l v i '- o c t v l t h i o p h e n e ) l ỉ ĩ in d o d c c y l m c i h y l Lim m om um đ i l o n d e . ElcuiroaiialyMN Iụ ụ y . 1 1. N o .lU - l I. riÉ
\O. Ahnicil Giilal. Elecimchcmistrv and Cli;li'iicicnzaiu)ii lít Sonic OnMMic Vlolecuil
II ' VIic.io.size' Concluciinsi P o lv n ic r E lectrndcs. Elcciman;ilysi> I IWK). V o |jíí Ợ j No. 2 . pp. 121-1 26.
ì\..liilia n 11'. Gunincr. Philip .V. Burlert. Appliciiiion of conductinc polymeg
le c h n o lo íiy in m i e r o s v s t e m s . Senso rs .md A c tu a io i ' A 51 t I W 5 i . 57-66. ' 5> í
!2.X iurek Trouinowic:. Tailcim: Kni\\x:Ỷn.ski 1 (*/ K r a w :y k tinil Pcrcr ■ \vị
A l c . x a i h l e r . O reunii: C o n d u c t i ii ” Pulvnic: .1' A c t r c M aterials :n E le a r o c h e m i c a l Chemo-Seiisois and Biosvrnsoi'. Chem. -\iui 'A.U-..IUI ' l l»S'71. Vol. !W. No. 42. pp. 199-2 13.
13..V/. Liciĩ. IV H. S n n rl. VI \Iuriiii. C.iUon .1110 Amon hisci'11011 in Separaie Processeb in Polv ipvirolc) Coinposite Fiìms. J. Elcctroaiuil. Chem.. 3(W 11 c>91) pp. 333-340.
' - . R. .lolm Ltnd G.G. \VuIUh c. Dopinc-ócaopmc 1 >i’ Polypyrroie: .1 Siud> L -'in;
Currcnt-measurinc and Resistancc-mc:ìMinn'j Tc;-:inuiuc'>. J. HiccĩiOLUIII1 Chem.
'5— ‘ i 0 0 ? I. pp. ! 45- ! 60.
Kumur. Woit c,'irisriuii -1 '• l /V/.sI .HUI '■ ùHhin s Li’1 The .-!-jLiric:
propertic.N o í M*micoiiduL-K)r/mc!.ii. .cm iconciucioĩ/liụm a. .111
•icmiconducior/conductinc •x>i' mer contacts. C::uc:ii rcvie\vs :n -oiid 'late an materials sciences. 1 !L|9? .
:<S../'..Y. B í i n s r i . G.G '.Yơiiuí c. Iiih ì A C ! j r x c . À m nerom em c Jctection •
electroin active a n io n s u sin c conciucĩinc polviĩie:' .•iectrodos 'Ubseụuent
l r * p Ị p Ị | O c t . 3 1 - N o v . .2, 2 0 0 0M È Ị ị... K A L H o t e l , C h ẹ j u I s l a n d , ỉ v