Tài liệu Nghiên cứu xác định bản chất điện hoá của pb2+ và co2+ trên điện cực gce biến tính bằng fe3o4rgo

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ------ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BẢN CHẤT ĐIỆN HOÁ CỦA Pb 2+ VÀ Co2+ TRÊN ĐIỆN CỰC GCE BIẾN TÍNH BẰNG Fe3O4/rGO Giáo viên hướng dẫn : ThS. Ngô Thị Mỹ Bình Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Thuỳ Trâm Lớp : 18CHDC Niên khóa : 2018 - 2022 Đà Nẵng 2022 CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình của tôi và nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Thị Mỹ Bình. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong bài luận văn là trung thực và hoàn toàn không sao chép hoặc sử dụng kết quả của đề tài nghiên cứu nào tương tự. Nếu phát hiện có sự sao chép kết quả nghiên cứu của đề tài khác, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Sinh viên thực hiện Phạm Thị Thuỳ Trâm i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho phép tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô hướng dẫn: ThS.Ngô Thị Mỹ Bình. Cô đã truyền cho tôi niềm đam mê nghiên cứu và học tập cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này. Cô không chỉ trang bị cho tôi những kiến thức bổ ích về chuyên môn khoa học mà còn cả cách tư duy, cách làm việc có hệ thống và hiệu quả. Ngoài ra, tôi cũng xin được trân trọng cảm ơn toàn thể các quý Thầy, Cô công tác tại Khoa Hoá học, Trường Đại học Sư Phạm - ĐHĐN đã giảng dạy, dìu dắt và cung cấp cho tôi những tư duy và nền tảng khoa học từ những kiến thức cơ bản đến chuyên sâu giúp tôi hoàn thành khoá luận này. Tôi cũng xin được tỏ lòng biết ơn đến Trường đại học Sư Phạm – ĐHĐN đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá luận này. Sinh viên thực hiện Phạm Thị Thuỳ Trâm ii MỤC LỤC CAM ĐOAN .....................................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. II MỤC LỤC ...................................................................................................................... III DANH MỤC HÌNH ẢNH .............................................................................................. V DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... VII DANH MỤC VIẾT TẮT ............................................................................................ VIII MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 3 1.1. Graphit, graphen, graphen oxit/graphit oxit và graphen oxit dạng khử .................. 3 1.1.1. Graphit ................................................................................................................... 3 1.1.2. Graphen ................................................................................................................. 3 1.1.3. Graphit oxit và graphen oxit ................................................................................. 4 1.1.4. Graphen oxit dạng khử .......................................................................................... 6 1.2. Composit sắt từ oxit/graphen .................................................................................. 6 1.3. Giới thiệu về phương pháp von-ampe hoà tan ........................................................ 9 1.4. Sơ lược về ion Pb(II) và Co(II) ............................................................................. 10 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .............................. 13 2.1. Thiết bị, hoá chất ..................................................................................................... 13 2.2. Tổng hợp vật liệu ................................................................................................... 14 2.2.1. Tổng hợp graphen oxit dạng khử (rGO) ............................................................. 14 2.2.2. Tổng hợp vật liệu Fe3O4/rGO .............................................................................. 14 2.3. Nghiên cứu các tính chất lý hóa đặc trưng của vật liệu ........................................ 15 2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) ............................................................... 15 2.3.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction: XRD) ...................................... 15 2.4. Biến tính điện cực và ứng dụng xác định ion Pb 2+ và Co2+ bằng phương pháp điện hoá ............................................................................................................................... 16 2.4.1. Chuẩn bị điện cực biến tính................................................................................. 16 2.4.2. Xác định diện tích bề mặt hoạt động điện hóa của điện cực ............................... 16 iii 2.4.3. Xác định bản chất điện hóa của các ion kim loại Pb 2+ và Co2+ trên điện cực ..... 16 2.4.3.1.Ảnh hưởng của bản chất điện cực ...................................................................... 16 2.4.3.2. Ảnh hưởng của pH ............................................................................................ 17 2.4.3.3. Ảnh hưởng của tốc độ quét ............................................................................... 17 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 18 3.1. Tổng hợp Fe3O4/rGO ............................................................................................. 18 3.1.1. Đặc trưng vật liệu ................................................................................................ 18 3.1.1.1. Phổ IR ............................................................................................................... 18 3.1.1.2. Phổ XRD ........................................................................................................... 19 3.1.2. Diện tích bề mặt hoạt động điện hóa của điện cực ............................................. 20 3.2. Bản chất điện hóa của ion Pb2+ và Co2+ trên điện cực Fe3O4/rGO/GCE .............. 23 3.2.1. Ảnh hưởng của bản chất điện cực ....................................................................... 23 3.2.2. Ảnh hưởng của pH .............................................................................................. 25 3.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ quét thế ........................................................................... 27 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................ 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 32 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH STT Tên hình ảnh, đồ thị Trang Hình 1.1 Cấu trúc đơn lớp (a) và đa lớp của graphit (b) 3 Hình 1.2 Cấu trúc của Graphen 4 Hình 1.3 Các hình thái của Graphen 4 Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp và bóc tách GrO trong dung môi nước bằng 5 siêu âm Hình 1.5 Các mô hình cấu trúc của GrO 5 Hình 1.6 Cấu trúc của rGO sau quá trình khử nhiều bước 6 Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp Fe3O4/rGO theo phương pháp khử trực tiếp 7 Hình 1.8 Sơ đồ minh họa sự hình thành composit Fe 3O4/rGO từ GO và 8 Fe2+ Hình 1.9 Minh họa sơ đồ tổng hợp Fe3O4/graphen của Wang 8 Hình 1.10 Minh họa sơ đồ tổng hợp Fe3O4/graphen của Liang 9 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp composit oxit sắt từ/graphen oxit dạng khử 15 (Fe3O4/rGO) Hình 3.1 Phổ IR của bột graphit (a), GrO (b), rGO (c) và rGO/Fe 3O4 (d) 18 Hình 3.2 Phổ XRD của bột graphite (hình ảnh phóng to thể hiện 19 phổ XRD trong khoảng 2 theta từ 40 đến 60° ), graphite oxide (GrO), rGO và rGO/Fe3O4 Hình 3.3 Cực phổ đồ thu được trong dung dịch K2[Fe(CN)4 ] 1,0mM 20 + KCl 0.1M + BR- BS 0.1M pH=4, sử dụng các điện cực khác nhau ở tốc độ quét v = 0.2V/s Hình 3.4 Sự phụ thuộc tuyến tính của cường độ dòng đỉnh anode I pa (-- 22 --) và cathode Ipc (⸺) vào v1/2 trên các điện cực GCE, rGO/GCE, GCE/rGO/Fe3O4 Hình 3.5 Tín hiệu CV của các điện cực biến tính khác nhau khi đo trong dung dịch Pb2+ 500ppb + đệm axetat 0.1M pH = 6 v 23 Hình 3.6 Tín hiệu CV của các điện cực biến tính khác nhau khi đo trong 24 dung dịch Co2+ 500ppb + đệm axetat 0.1M pH = 6 Hình 3.7 Ảnh hưởng của bản chất điện cực đến cường độ tín hiệu pic 25 anot của dung dịch Pb2+ và Co2+ trong axetat 0,1M pH = 6 Hình 3.8 Ảnh hưởng của pH đến cường độ dòng đỉnh anot của dung 26 Pb2+ và Co2+ trên điện cực GCE/rGO/Fe3O4, tốc độ quét CV: v = 0.1V/s Hình 3.9 Ảnh hưởng của pH đến thế đỉnh dòng anot của dung dịch Pb 2+ 27 và Co2+ trên điện cực rGO/Fe3O4/GCE, tốc độ quét v = 0.1V/s Hình 3.10 Sự phụ thuộc của cực đại dòng đỉnh Ipa vào v1/2 đối với Pb2+ 28 và Co2+ Hình 3.11 Sự phụ thuộc của lnIpa và lnv 28 Hình 3.12 Sự phụ thuộc của Ep vào lnv 29 vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 2.1 Các hoá chất được sử dụng 13 Bảng 3.1 Diện tích các loại điện cực GCE biến tính xác định theo cực 22 đại dòng anode và cực đại dòng cathode vii DANH MỤC VIẾT TẮT GO Graphen oxit GrO Graphit oxit rGO Graphen oxit dạng khử CV Von-ampe vòng FI-IR Phổ hồng ngoại Ep Thế đỉnh GCE Điện cực than thủy tinh HMDE Điện cực giọt thủy ngân treo Ip Cường độ dòng hòa tan XRD Máy đo nhiễu xạ tia X v Tốc độ quét viii MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ô nhiễm kim loại độc hại đã trở thành một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng hiện nay. Nhiều phương pháp tách kim loại nặng khỏi nước thải khác nhau đã được nghiên cứu như kết tủa hóa học, trao đổi ion, hấp phụ, điện hóa, keo tụ…, trong đó, hấp phụ là phương pháp hiệu quả và kinh tế với thiết kế và vận hành đơn giản. Rất nhiều loại chất hấp phụ khác nhau đã được nghiên cứu và sử dụng[1]. Tuy nhiên, việc tìm kiếm các chất hấp phụ mới vẫn luôn là thách thức lớn đối với các nhà khoa học. Graphen là loại vật liệu mới - vật liệu nano cacbon hai chiều được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu do có các tính chất đặc biệt như độ dẫn điện, độ bền cơ học cao, không thấm khí, trong suốt. Vật liệu graphen và graphen oxit có nhiều ưu điểm song cũng tồn tại nhiều điểm hạn chế. Chính vì vậy, việc sử dụng vật liệu graphen oxit dạng khử đã mở ra một hướng phát triển điện cực biến tính nhằm thay thế cho các loại điện cực. Để có được vật liệu GrO, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó sử dụng phương pháp Hummers có nhiều nổi trội hơn những phương pháp khác. Nhằm tăng khả năng ứng dụng của graphen, nhiều nghiên cứu đã tập trung biến tính graphen bằng các chất hữu cơ và vô cơ khác nhau, trong đó biến tính bởi oxit sắt từ được rất nhiều các nhà khoa học quan tâm. Vật liệu oxit sắt từ/graphen được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như hấp phụ các chất hữu cơ ô nhiễm cũng như các ion kim loại nặng, biến tính điện cực để xác định các ion kim loại như Pb2+, Co2+, Cd2+,… Nói chung, các ứng dụng của vật liệu trên cơ sở graphen biến tính bởi oxit sắt từ chủ yếu dựa vào diện tích bề mặt lớn, độ xốp, kích thước hạt nhỏ, tính chất từ của vật liệu, khả năng hấp phụ cao, dễ tách và thu hồi sau khi sử dụng. Xuất phát từ thực tế đó nên tôi chọn đề tài: “ Nghiên cứu xác định bản chất điện hoá của Pb2+ và Co2+ trên điện cực GCE biến tính bằng Fe3O4/rGO ” cho khoá luận tốt nghiệp của mình. 2. Mục đích - Tổng hợp vật liệu Fe3O4 trên nền graphen oxit khử. - Xác định bản chất điện hoá của Pb2+ và Co2+ trên điện cực GCE biến tính Fe3O4/rGO. 1 3. Đối tượng nghiên cứu - Vật liệu Fe3O4/rGO 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Thu thập các tài liệu về vật liệu graphen, graphen oxit, graphen oxit khử, Composit sắt từ oxit/graphen ; các phương pháp tổng hợp và phân tán Fe 3O4. 4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Tổng hợp vật liệu graphen oxit theo phương pháp Tour; khử và biến tính rGO bằng Fe3O4 - Phương pháp phân tích các đặc trưng của vật liệu: XRD, IR - Phương pháp phân tích công cụ: phương pháp điện hóa 5. Nội dung nghiên cứu - Chế tạo vật liệu: Tổng hợp vật liệu Fe3O4/rGO - Nghiên cứu tính chất lý hóa của vật liệu: XRD, phổ IR - Biến tính điện cực GCE bằng Fe3O4/rGO và nghiên cứu xác định bản chất điện hóa các ion Pb2+ và Co2+ trên điện cực biến tính GCE + Xác định diện tích bề mặt hoạt động điện hóa của điện cực + Bản chất điện hóa của ion kim loại trên điện cực 6. Bố cục của khóa luận Ngoài phần mở đầu; kết luận và kiến nghị; tài liệu tham khảo, có bố cụ gồm 3 chương: - Chương 1: Tổng quan tài liệu - Chương 2: Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Chương 3: Kết quả và thảo luận 2 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Graphit, graphen, graphen oxit/graphit oxit và graphen oxit dạng khử 1.1.1. Graphit Than chì hay graphit, được Abraham Gottlob Werner đặt tên vào năm 1789, có cấu trúc lớp. Trong đó, mỗi nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hóa sp 2 liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử cacbon bao quanh cùng nằm trong một lớp tạo thành vòng sáu cạnh. Những vòng này liên kết với nhau thành một lớp vô tận. Sau khi tạo liên kết, mỗi nguyên tử cacbon còn có một electron trên obitan nguyên tử 2p không lai hóa sẽ tạo nên liên kết  với một trong ba nguyên tử cacbon bao quanh. Độ dài của liên kết C – C trong các lớp là 1,415 Å và lớn hơn so với liên kết C – C trong vòng benzen (1,390 Å) (hình 1.1). Liên kết  trong graphit không định chỗ trong toàn lớp tinh thể và do đó, graphit dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Khoảng cách giữa các lớp (d) là 3,350 Å. Như vậy, các lớp trong tinh thể graphit liên kết với nhau bằng lực Vander-Waals nên graphit rất mềm và sờ vào thấy trơn. Chính vì vậy, các lớp trong graphit có thể trượt lên nhau và tách ra khi có lực tác dụng. Hình 1.1. Cấu trúc đơn lớp (a) và đa lớp của graphit (b). 1.1.2. Graphen Graphen là một mặt phẳng đơn lớp của những nguyên tử cacbon được sắp xếp chặt chẽ trong mạng tinh thể hình tổ ong 2 chiều (2D). Graphen có thể được cuộn lại sẽ tạo nên dạng thù hình fullerene (0D), hoặc được quấn lại để tạo nên dạng thù hình 1,415Å 3 3,350Å 5 cacbon nanotube (1D), hoặc được xếp chồng lên nhau tạo nên dạng thù hình graphit (3D) (hình 1.3). Nét điển hình của cấu trúc là sắp xếp các nguyên tử cacbon trên đỉnh các lục giác đều, nằm cách nhau những khoảng nhất định là 1,415Å và liên kết với nhau bởi những liên kết sp3 [2]. Hình 1.2. Cấu trúc của Graphen Hình 1.3. Các hình thái của Graphen 1.1.3. Graphit oxit và graphen oxit Graphit oxit (GrO) và graphen oxit (GO), xét về cơ bản, đó là các tấm cacbon hai chiều gấp nếp có nhiều nhóm chứa oxy trên bề mặt và ở các biên xung quanh các tấm với độ dày khoảng 1nm và kích thước hai chiều thay đổi từ vài nanomet đến vài micromet. Để phân biệt GrO và GO, có thể thấy được qua hình 1.4 4 Hình 1.4. Sơ đồ tổng hợp và bóc tách GrO trong dung môi nước bằng siêu âm[3] Trong hình 1.4, giai đoạn (1) là quá trình oxy hóa graphit thành graphit oxit và tiếp theo là giai đoạn (2) là quá trình bóc tách graphit oxit trong dung môi thích hợp trợ giúp bằng siêu âm. Khi đó sản phẩm được gọi là graphen oxit. Như vậy, có thể cho rằng GrO và GO có cấu trúc là như nhau, chỉ khác nhau là GO được phân tán trong dung môi thích hợp nhờ sự trợ giúp của siêu âm. Cấu trúc có chứa các nhóm như epoxy, hydroxyl và ketone,… Hình 1.5. Các mô hình cấu trúc của GrO[4] 5 1.1.4. Graphen oxit dạng khử Việc khử GO thành rGO có mục đích tạo ra vật liệu có tính chất càng gần graphen càng tốt, các nghiên cứu đã được thực hiện để loại bỏ các nhóm chức oxy của GO. Phương pháp đơn giản nhất được biết đến là việc khử GO bằng cách xử lý nhiệt, bằng phương pháp này các nhóm CO bị oxi hóa thành CO2 ở nhiệt độ cao. rGO cũng có thể được tổng hợp thông qua các phản ứng quang hóa. Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các chất khử có hiệu quả trong việc tổng hợp rGO, chẳng hạn như axit ascobic, đường, axit amin và thậm chí là sử dụng vi sinh vật. Hình 1.6. Cấu trúc của rGO sau quá trình khử nhiều bước[5] 1.2. Composit sắt từ oxit/graphen Trong số các oxit kim loại sử dụng để phân tán lên GO, rGO hoặc graphen, sắt từ oxit nhận được nhiều sự quan tâm nhất của các nhà khoa học bởi vì Fe 3O4 là một oxit rẻ tiền, không độc hại, có hoạt tính xúc tác và hấp phụ cao và đặc biệt là dễ dàng tách ra khỏi hệ sau khi sử dụng nhờ tính chất siêu thuận từ. Trong lĩnh vực hấp phụ, composit Fe3O4/rGO được sử dụng để tách các ion kim loại và các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm. Nano composit sắt từ oxit/graphen có thể được tổng hợp theo phương pháp trực tiếp hoặc gián tiếp. 1.2.1. Phương pháp trực tiếp Trong phương pháp trực tiếp, Fe3O4/rGO hoặc Fe3O4/graphen được tổng hợp từ muối sắt và GO bằng cách sử dụng chất khử hoặc không sử dụng chất khử hay chất oxi hoá. Chandra, Yao và Prakash[6][7][8]tổng hợp nano composit Fe 3O4/rGO(FGC) từ GO và hỗn hợp hai muối Fe3+, Fe2+ trong dung dịch NH3, sử dụng hydrazin làm chất khử. 6 GO bị khử tại chỗ tạo thành rGO bằng hydrazin, đồng thời các hạt nano Fe 3O4 hình thành và phủ lên bề mặt các tấm rGO tạo thành composit. Hình 1.7. Sơ đồ tổng hợp Fe3O4/rGO theo phương pháp khử trực tiếp[8] Chang và cộng sự[9] đã tổng hợp nano composit Fe 3O4/rGO theo phương pháp dung nhiệt từ GO và FeCl3 với dung môi là etylen glycol và chất khử là natri axetat. Phản ứng được tiến hành ở 200 C. Các ion Fe3+ phản ứng với các nhóm chức chứa oxy của GO và bị khử tại chỗ tạo nên các hạt cầu Fe3O4. GO cũng bị khử một phần trong phản ứng để tạo ra nano composit Fe3O4/rGO. Một phương pháp tổng hợp trực tiếp composit Fe3O4/rGO theo hai giai đoạn cũng được thực hiện bởi Wang và cộng sự [10]. Giai đoạn 1 xảy ra quá trình khử GO thành rGO bằng các chất khử như hydrazin, natribohyđrua, axit ascorbic. Giai đoạn 2 composit Fe3O4/rGO hình thành bằng sự kết tủa tại chỗ của Fe2+ và Fe3+ trong môi trường kiềm với sự có mặt của graphen (đã bị khử ở giai đoạn 1). Phương pháp tổng hợp composit Fe3O4/rGO theo hai giai đoạn cũng được Cong và cộng sự [11] nghiên cứu. Đầu tiên, GO được khử bằng hydrazin có mặt của poly(natri 4-stirensunfonat), sau đó rGO phủ poly(natri 4-stirensunfonat) được cho phản ứng với sắt axetylaxetonat trong trietylen glycol để tạo ra Fe3O4/rGO. Cũng có thể tổng hợp composit Fe3O4/rGO bằng phương pháp trực tiếp mà không sử dụng chất khử hoặc oxi hoá. Theo Teo, Xue và Yang [12][13][14], nano composit Fe3O4/rGO có thể được tổng hợp bằng phương pháp một hệ (one-pot) đơn giản, sử dụng GO và các ion Fe2+ làm chất phản ứng, không dùng thêm chất oxy hóa hay chất khử. Ởđây GO có nhiều tâm hoạt động đó là các nhóm hydroxyl và epoxy trên bề mặt và các nhóm cacboxyl ở xung quanh cũng như các hệ liên hợp  có thể oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ giúp cho việc tạo mầm và phát triển của các hạt nano Fe3O4, đồng thời GO bị khử thành rGO (Hình 1.8). Còn theo công bố của Qin và cộng sự [15], để tổng hợp Fe 3O4/rGO có 7 thể đi từ hỗn hợp hai muối Fe2+ và Fe3+ . Hòa tan hỗn hợp 2 muối này trong huyền phù chứa GO để các ion Fe2+ và Fe3+ neo trên bề mặt của các tấm nano GO bằng các tương tác hóa học, tiếp theo thêm dung dịch NH3 và thực hiện phản ứng ở 90 C trong 4 giờ. Hình 1.8. Sơ đồ minh họa sự hình thành composit Fe3O4/rGO từ GO và Fe2+[13] 1.2.2. Phương pháp gián tiếp Phương pháp gián tiếp cũng được sử dụng để tổng hợp composit Fe 3O4/rGO hoặc graphen. Wang và cộng sự [16] đã tổng hợp composit Fe 3O4/graphen (Fe3O4/GNs) thông qua việc oxy hoá graphit bằng axit và hydropeoxit, xử lý nhiệt kèm theo bóc tách trong axeton để thu được các tấm graphen, sau đó kết hợp với Fe3O4 trong dung môi axeton (Hình 1.9). Hình 1.9. Minh họa sơ đồ tổng hợp Fe3O4/graphen của Wang [16] 8 Liang và cộng sự [17] tổng hợp composit Fe3O4/rGO đi từ huyền phù GO và huyền phù các hạt nano Fe3O4, sử dụng hydrazin làm chất khử ở 90 C trong 1 giờ (Hình 1.10). Hình 1.10. Minh họa sơ đồ tổng hợp Fe3O4/graphen của Liang 1.3. Giới thiệu về phương pháp von-ampe hoà tan Quá trình phân tích theo phương pháp von-ampe hoà tan gồm 2 giai đoạn: giai đoạn làm giàu và giai đoạn hoà tan: - Giai đoạn làm giàu: Chất phân tích được tập trung lên bề mặt điẹn cực (dưới dạng kim loại hoặc hợp chất khó tan). Điện cực làm việc thường là điện cực giọt thuỷ ngân treo (HMDE), cực đĩa quay bằng vật liệu trơ (than thuỷ tinh, than nhão tinh khiết) hoặc cực màng thuỷ ngân trên bề mặt cực rắn trơ (MFE), hoặc điện cực bằng Bismut trên điện cực paste cacbon,.. - Giai đoạn hoà tan: Hoà tan chất phân tích khỏi bề mặt điện cực làm việc bằng cách quét thế theo một chiều xác định (anot hoặc catot) đồng thời ghi đường von-ampe hoà tan bằng một kĩ thuật điện hoá nào đó. Nếu quá trình hoà tan là quá trình anot, thì lúc này phương pháp được gọi là von-ampe hoà tan anot (ASV) và ngược lại nếu quá trình hoà tan là quá trình catot thì phương pháp được gọi là von-ampe hoà tan catot (CSV). 9 Đường von-ampe hoà tan thu được có dạng peak. Thế đỉnh (E p) và cường độ dòng hoà tan (Ip) phụ thuộc vào các yếu tố như: nền điện ly, pH, chất tạo phức, bản chất điện cực làm việc, kỹ thuật ghi đường von-ampe hoà tan. Trong những điều kiện xác định, Ep đặc trưng cho bản chất điện hoá của chất phân tích và do đó dựa vào Ep có thể phân tích định tính. Ip tỷ lệ thuận với nồng độ chất phân tích trong dung dịch theo phương trình: Ip = k.C Trong đó k là hệ số tỷ lệ. Như vậy qua việc đo cường độ dòng hòa tan ta có thể xác định được nồng độ chất phân tích. Có các kỹ thuật von-ampe như kỹ thuật Von-Ampe xung vi phân (DDP), kỹ thuật von-ampe sóng vuông (SWV). Trong đó kỹ thuật Von-Ampe xung vi phân (DPV) được sử dụng phổ biến nhất để ghi đường Von-Ampe hòa tan. Theo kỹ thuật này, những biên độ xung cao 10 ÷ 100 mV và bề rộng xung không đổi khoảng 50 ms được đặt chồng lên mỗi bước thế. Dòng được ghi đo 2 lần: trước khi nạp xung (I1) và trước khi ngắt xung (I2). Dòng thu được là hiệu của 2 giá trị dòng đó (Ip = I1 - I2) và Ip được ghi là hàm của thế đặt lên điện cực làm việc. Khi xung thế được áp vào, dòng tổng cộng trong hệ sẽ tăng lên do sự tăng dòng Faraday (If) và dòng tụ điện (Ic). Dòng tụ điện giảm nhanh hơn nhiều so với dòng Faraday vì: (t: thời gian, R: điện trở, C*: điện dung vi phân của lớp kép) Như vậy, dòng tụ điện ghi được trước lúc nạp xung và trước lúc ngắt xung là gần như nhau và do đó, hiệu số dòng ghi được chủ yếu là dòng Faraday. Như vậy, kỹ thuật Von-Ampe xung vi phân cho phép loại trừ tối đa ảnh hưởng của dòng tụ điện. 1.4. Sơ lược về ion Pb(II) và Co(II) 1.4.1. Ion Pb(II) Chì là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn hóa học. Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì có màu trắng xanh khi mới cắt nhưng bắt đầu 10 xỉn màu thành xám khi tiếp xúc với không khí. Chì có số nguyên tố cao nhất trong các nguyên tố bền. Khi tiếp xúc ở một mức độ nhất định, chì là chất độc đối với động vật cũng như con người. Nó gây tổn thương cho hệ thần kinh và gây ra rối loạn não. Tiếp xúc ở mức cao cũng gây ra rối loạn máu ở động vật. Giống với thủy ngân, chì là chất độc thần kinh tích tụ trong mô mềm và trong xương. Nhiễm độc chì đã được ghi nhận từ thời La Mã cổ đại, Hy Lạp cổ đại, và Trung Quốc cổ đại. Ngộ độc chì chủ yếu từ đường thức ăn hoặc nước uống có nhiễm chì; nhưng cũng có thể xảy ra sau khi vô tình nuốt phải các loại đất hoặc bụi nhiễm chì hoặc sơn gốc chì. Trong cơ thể người, chì ức chế tổng hợp porphobilinogen synthase và ferrochelatase, chống lại sự hình thành cả hai chất porphobilinogen và kết hợp với sắt tạo thành protoporphyrin IX, giai đoạn cuối cùng trong sự tổng hợp heme. Quá trình này làm cho sự tổng hợp heme không hiệu quả và sau đó làm microcytic anemia [18]. Ở các mức thấp hơn, nó có vai trò tương tự như calci, can thiệp vào các kênh ion trong quá trình truyền dẫn thần kinh. Đây là một trong những cơ chế mà theo đó nó can thiệp vào nhận thức. Nhiễm độc chì cấp tính được chữa trị bằng cách sử dụng dinatri calci edetat: là calci chelat của muối dinatri của acid ethylene-diamine-tetracetic (EDTA). Chất này có ái lực lớn với chì hơn là calci và do đó tạo ra chì chelat bằng các trao đổi ion. Chất này sau đó được bài tiết qua đường tiểu, trong khi calci còn lại là vô hại [19]. Ở Việt Nam, có khá ít thông tin về thực phẩm, nước uống hay các vùng đất đai ô nhiễm chứa lượng chì vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Theo quy định của Bộ Y tế, giới hạn chì tối đa trong các loại quả là ≤ 0,1 mg/kg, ngũ cốc đậu đỗ ≥ 0,2 mg/kg. Một số thông tin cho rằng, hàm lượng chì vượt mức cho phép ở trong rau, hay trong giấy báo, mà thói quen của người Việt Nam thường sử dụng giấy báo để gói bọc thức ăn, điều này vô tình làm chì có thể được hấp thụ qua thức ăn. 1.4.2. Ion Co(II) Coban là một nguyên tố vi lượng và đã được tìm thấy là một cung cấp hoạt động của vitamin B12. Ở liều lớn coban có thể gây ung thư, nhưng với liều lượng nhỏ, nó có thể được dùng dưới dạng muối để điều trị thiếu khoáng chất. Tham gia vào sự hình thành của các tế bào máu đỏ trong các cơ quan tạo máu, bảo vệ chống lại bệnh thiếu máu. Tổng 11