Để khảo sát tỉ lệ khối lƣợng của vật liệu trộn đến tín hiệu Ip của Cd, In và Pb, chúng tôi trộn các tỉ lệ khối lƣợng khác nhau của hỗn hợp ống nanocacbon, dầu parafin, Bi2O3. Theo [5, 51], tỉ lệ vật liệu cacbon và chất kết dính phù hợp là 6:4 (về khối lƣợng). Mặt khác, theo [35], hàm lƣợng Bi2O3 thích hợp để chế tạo điện cực cacbon biến tính bằng Bi2O3 là 0,5 % đến 7 %. Vì vậy chúng tôi tiến hành chế tạo điện cực với hàm lƣợng Bi2O3 từ 0,2 % đến 8 %, sau đó ghi đo dòng Ip của dung dịch gồm [Pb2+] = 1,45.10-8 M; [In3+] = 6,09.10-8 M; [Cd2+] = 2,68.10-8 M trong
Kết quả ghi đo (hình 3.6) cho thấy: Khi thay đổi hàm lƣợng Bi2O3 thì cƣờng độ dòng Ip của cả 3 ion cũng thay đổi. Khi tăng hàm lƣợng Bi2O3 từ 0,2 đến 7 %, Ip
của cả 3 kim loại đều tăng, độ nhạy của phép đo tăng. Điều này đƣợc giải thích là do độ dày mỏng của màng bitmut phụ thuộc vào hàm lƣợng Bi2O3 có trong hỗn hợp nhồi vào điện cực. Trƣớc giai đoạn ghi đo, Bi (III) đƣợc khử thành Bi kim loại theo phản ứng [35]:
Bi2O3 + 3H2O + 6e → 2Bi + 6OH-
Độ dày của màng Bi thƣờng không ảnh hƣởng đến thế đỉnh pic nhƣng ảnh hƣởng đến độ cao của đỉnh pic và độ rộng của pic, tức là ảnh hƣởng đến độ nhạy của phép đo.
Khi hàm lƣợng Bi2O3 lớn hơn 7 % thì Ip của cả 3 kim loại giảm, độ nhạy giảm do hiệu ứng bão hòa của màng bitmut trên bề mặt điện cực paste cacbon (theo Svancara) [49].
Trong các kết quả thu đƣợc thì khi tỉ lệ ống nanocacbon, Bi2O3,dầu parafin là 58:7:35 hoặc 58:5:37 (tính theo phần trăm về khối lƣợng) cho tín hiệu Ip của Cd2+, In3+ và Pb2+ tƣơng đối cao, pic thu đƣợc cân đối, độ lặp lại tốt nên chúng tôi chọn các tỉ lệ này để chế tạo điện cực.
Những nghiên cứu tiếp theo đều sử dụng điện cực có thành phần ống nanocacbon, Bi2O3,dầu parafin là 58:7:35.
d) 58:7:35 e) 57:8:35
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của tỉ lệ trộn CNT: Bi2O3: Dầu parafin (theo khối lƣợng) Điều kiện thực nghiệm (ĐKTN): Edep = -1,2 V; tdep = 120 s; v = 15 mV/s; Erange = -1,0÷-0,3 V; ω = 2000 vòng/phút; trest = 20s; thời gian đuổi oxi 120s; nền đo là nền đệm axetat và KBr 0,1M, pH = 4,5.
3.2. NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐIỆN HÓA CỦA ĐIỆN CỰC LÀM VIỆC (Bi2O3-CNTPE)