NGHIÊN cứu CHẾ tạo điện cực “KHÔNG THỦY NGÂN” TRONG PHÂN TÍCH cực PHỔ xác ĐỊNH ION ag(i)

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO ĐIỆN CỰC “KHÔNG THỦY NGÂN” TRONG
PHÂN TÍCH CỰC PHỔ XÁC ĐỊNH ION Ag(I)



1
MỤC LỤC
Mở đầu 1
Phần I: Tổng quan 2
1.1. Phương pháp phân tích điện hoá 2
1.1.1. Cơ sở lý thuyết chung của các phương pháp phân tích điện hoá 2
1.1.2. Phân loại các phương pháp phân tích điện hoá 3
1.1.3. Phương pháp von – ampe hoà tan 3
1.1.4. Ứng dụng các pp von – ampe hoà tan 9
1.2. Polyme dẫn 10
1.2.1. Giới thiệu chung về polyme dẫn 10
1.2.2. Tính chất điện hoá đặc biệt của polyme dẫn 12
1.2.3. Các phương pháp chế tạo polyme dẫn 12
1.2.3.1. Phương pháp hoá học 12
1.2.3.2. Phương pháp điện hoá 13
1.2.4. Ứng dụng của polyme dẫn làm vật liệu cảm biến ion 14
Tài liệu tham khảo 16
2
MỞ ĐẦU
Phân tích định lượng các nguyên tố, đặc biệt là các ion kim loại luôn là
vấn đề cơ bản và trọng tâm của hóa học phân tích. Cùng với sự phát triển
mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, các phương pháp, công cụ phân tích cũng
ngày một hoàn thiện hơn, cho phép phân tích chính xác các nguyên tố ở
lượng vết và siêu vết. Có thể kế đến một số phương pháp phân tích hiện đại
như: phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), phổ phát xạ nguyên tử (AES), khối phổ
plasma cảm ứng (ICP-MS)… Phương pháp cực phổ dựa trên quá trình điện

phân với điện cực giọt thủy ngân là một phương pháp phân tích điện hóa cổ
điển nhưng hiện vẫn được ứng dụng rộng rãi trong phân tích vết ion kim
loại do có độ nhạy, độ lặp lại cao, với ưu điểm sử dụng thiết bị điện hóa nhỏ
gọn, không đắt tiền, dễ mang hiện trường và dễ tự động hóa. Tuy nhiên, trào
lưu phát triển “Hóa học xanh” đang đặt ra nhiệm vụ quan trọng cho các nhà
khoa học vật liệu là thay thế điện cực thủy ngân trong phân tích von-ampe
hòa tan. Gần đây, các polyme chức năng đang nổi lên là một vật liệu đầy
tiềm năng làm cảm biến ion kim loại.

3
PHẦN I: TỔNG QUAN
I.1 . PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA:
I.1.1. Cơ sở lý thuyết chung của các phương pháp phân tích
điện hóa [1, 2]:
Các phương pháp phân tích điện hóa dựa trên cơ sở ứng dụng các tính
chất, quy luật và các hiện tượng điện hóa có liên quan đến các phản ứng
điện hóa học xảy ra trên bề mặt hay trên ranh giới tiếp xúc giữa các cực
(điện cực) và dung dịch phân tích, hay là các tính chất của môi trường giữa
các cực (dung dịch điện hóa ) trong bình phản ứng (bình điện hóa).
Các phương pháp phân tích điện hóa được phát minh từ lâu nhưng trong
khoảng 30 năm trở lại đây mới được phát triển mạnh và sử dụng rộng rãi.
Hiện nay đã có tới 30 phương pháp phân tích điện hóa khác nhau, song
chúng đều có nguyên tắc và sơ đồ chung là: Chất phân tích được hòa tan
thành dung dịch (thường trong môi trường nước) và cho vào bình đo có cấu
tạo phù hợp với từng phương pháp cụ thể. Trong bình điện phân thường có
2 (hay 3) điện cực, đó là:
+ Điện cực chỉ thị
+ Điện cực so sánh
+ Điện cực phụ trợ (có thể không có)
Các điện cực này được nối với máy đo, để ghi một đại lượng điện hóa đặc

trưng cho bản chất của quá trình điện hóa của chất nghiên cứu. Như vậy, nói
chung các phương pháp phân tích điện hóa luôn phải có một hệ thống cơ sở
bao gồm:
4
+ Bình chứa dung dịch chất điện ly và chất nghiên cứu (bình điện
hóa)
+ Các điện cực
+ Máy đo
I.1.2. Phân loại các phương pháp phân tích điện hóa [1,2]:
Các phương pháp phân tích điện hóa tuy rất nhiều nhưng có thể chia
thành 2 nhóm chính:
- Nhóm thứ 1: bao gồm các phương pháp điện hóa có quá trình điện cực
(thường là sự oxi hóa, sự khử các chất điện hoạt trên bề mặt điện cực).
- Nhóm thứ 2: bao gồm các phương pháp điện hóa không có phản ứng điện
cực (ví dụ đo độ dẫn, điện trở ).
Trong đó nhóm 1 có nhiều phương pháp đa dạng, phong phú hơn và thường
được phân chia tiếp thành 2 phân nhóm:
+ Phân nhóm 1 bao gồm các phương pháp điện hóa có phản ứng điện hóa
diễn ra ở điều kiện dòng không đổi (thường là bằng 0).
+ Phân nhóm 2 bao gồm các phương pháp điện hóa có phản ứng điện hóa
diễn ra ở điều kiện dòng khác 0. Đây là phân nhóm của các phương pháp có
sự điện phân, thường có độ nhạy cao và được ứng dụng rộng rãi nhất.
Trong bài báo cáo này, em sử dụng phương pháp von–ampe hòa tan, là
một phương pháp thuộc phân nhóm 2, có độ nhạy và độ chính xác cao.
I.1.3. Phương pháp von-ampe hòa tan [2, 3]:
Phương pháp cực phổ cổ điển được Heyrovsky phát minh từ năm 1922,
đây là một phương pháp sâu sắc về lý thuyết cũng như thực tiễn, được phát
triển ứng dụng rộng rãi trong hóa học phân tích. Tuy nhiên, khi thực hiện
các phép phân tích trực tiếp những đối tượng phức tạp thì độ nhạy của
phương pháp chỉ đạt tối đa cỡ 10

-6
mol/l (C
x
≥ 10
-6
M).
5
Khi vẽ đường cong cực phổ (thể hiện sự phụ thuộc dòng vào thế: I=f(E))
của dung dịch chứa nhiều cấu tử đều có tính khử cực thì thấy đường cong
cực phổ chồng lên nhau. Do đó, khó có khả năng xác định được hai sóng
cực phổ có thế nửa sóng của chúng khác nhau ít. Chính vì vậy, các nhà khoa
học trong lĩnh vực phân tích đã nghiên cứu và đề xuất nhiều giải pháp khác
nhau nhằm tăng độ nhạy và độ chọn lọc của phương pháp. Một trong những
thành tựu đó là phương pháp von-ampe hòa tan.
a. Nguyên tắc chung của phương pháp von-ampe hòa tan:
Phương pháp von-ampe hòa tan là một trong những phương pháp phân
tích điện hóa quan trọng nhất. Phương pháp này dựa trên lý thuyết về quá
trình điện cực, phụ thuộc chủ yếu vào việc đưa chất điện hoạt từ trong lòng
dung dịch đến bề mặt điện cực làm việc và ghi đường von-ampe (đường
biểu diễn sự phụ thuộc cường độ dòng Faraday vào giá trị thế của điện cưc
làm việc so với điện cực so sánh).
Để tiến hành phân tích bằng phương pháp von-ampe hoà tan, người ta
dùng bộ thiết bị gồm: Máy cực phổ tự ghi để theo dõi dòng hoà tan khi đặt
tốc độ quét thế, thay đổi các thông số tự động cho giai đoạn hoà tan trong
một bình điện phân gồm ba điện cực:
- Điện cực làm việc (WE- Working Electrode): là điện cực trên đó xảy ra
phản ứng kết tủa chất cần phân tích dưới dạng kim loại hoặc hợp chất khó
tan. Điện cực làm việc thường được sử dụng là điện cực giọt thuỷ ngân tĩnh
(SMDE - Stationary Mercury Drop Electrode), điện cực giọt thuỷ ngân treo
(HMDE - Handling Mercury Drop Electrode), điện cực đĩa quay (RDE-

Rotating Disk Electrode), điện cực rắn (SSE-Solid State Electrode).
- Điện cực so sánh (RE-Reference Electrode): có thế không đổi trong suốt
quá trình làm việc, đặc biệt khi tiến hành liên tiếp các thực nghiệm trong đó
thời gian điện phân dài. Để đảm bảo được điều đó, người ta chế tạo điện cực
6
so sánh có diện tích bề mặt đủ lớn để mật độ dòng qua cực đủ nhỏ, thường
sử dụng điện cực calomen hoặc điện cực bạc clorua.
- Điện cực phụ trợ (CE-Counter Electrode): thường là điện cực platin (Pt).
Điện cực phụ trợ được lắp thêm vào để khi điện phân đảm bảo ở thế
U=const thì thế chỉ thay đổi ở điện cực phụ trợ.
Bình điện phân phải có cấu tạo thích hợp cho việc khuấy trộn dung dịch
và dẫn khí trơ (N
2
, Ar) vào dung dịch phân tích để loại bỏ oxi hoà tan trong
dung dịch.
b. Cơ sở lý thuyết của phương pháp von-ampe hòa tan:
Quá trình phân tích theo phương pháp von – ampe hòa tan gồm các giai
đoạn sau:
* Giai đoạn 1: điện phân làm giàu
Chất phân tích được làm giàu trên bề mặt điện cực làm việc dưới dạng
kết tủa kim loại hoặc hợp chất khó tan bằng phương pháp điện phân. Các
loại phản ứng dùng để kết tủa chất cần phân tích lên điện cực rất phong phú,
có thề là:
- Khử ion kim loại (dưới dạng ion đơn hoặc phức) trên điện cực thuỷ ngân,
tạo hỗn hống với thủy ngân:
Me
n+
+ ne
-
+ Hg

dp
E
→
Me(Hg)
- Khử ion kim loại trên điện cực rắn trơ:
Me
n+
+ ne
-
dp
E
→
Me
Phản ứng này được dùng để kết tủa một số rất lớn các kim loại bao gồm cả
các kim loại tạo được hỗn hống với thuỷ ngân và các kim loại không thể xác
định được trên điện cực thủy ngân, ví dụ Au(III), Hg(II).
7
- Phản ứng kết tủa làm giàu chất lên bề mặt điện cực dưới dạng hợp chất
khó tan hoặc với ion kim loại dùng làm cực (Ag) hoặc với một ion nào đó
có trong dung dịch:
+ Xác định anion X
n-
:
Me
0
(điện cực)

dp
E
→

Me
n+
+ ne
-
Me
n+
+ X
n-

puhh
→
MeX
Thí dụ, khi dùng điện cực đĩa bằng bạc để xác định lượng vết các anion
halogenua. Trong quá trình điện phân làm giàu, cực bạc bị hoà tan và tạo
thành kết tủa AgX bám trên bề mặt điện cực:
Ag
0

dp
E
→
Ag
+
+ 1e
-
Ag
+
+ X
-

→
AgX
↓
+ Xác định các cation kim loại có nhiều mức oxi hoá Me
n+
Oxi hoá cation M
n+
trong dung dịch thành ion M
(n+m)+
, sau đó ion này tạo
với thuốc thử RH có sẵn trong dung dịch tạo thành một hợp chất khó tan
bám trên bề mặt điện cực:
Me
n+
dp
E
→
M
(n+m)+
+ ne
-
M
(n+m)+
+ (n+m) RH
puhh
→
MeR
↓
+ (n+m) H
+

- Hấp phụ điện hoá các chất lên bề mặt điện cực làm việc bằng cách thêm
vào dung dịch một thuốc thử có khả năng bị hấp phụ lên bề mặt điện cực,
sau khi bị hấp phụ nó sẽ tạo phức với ion cần xác định để tập trung ion đó
lên bề mặt điện cực
R
htdh
→
R
hp

R
hp
+ Me
n+

puhh
→
(RMe
n+)
hp
Khi tiến hành hòa tan thì xảy ra quá trình:
8
(RMe
n+)
hp
+ ne
htdh
→
Me
0

+ R
hp

hoặc là chất cần xác định tham gia phản ứng tạo phức với thuốc thử thích
hợp có trong dung dịch rồi phức đó bị hấp phụ lên bề mặt điện cực. Thí dụ,
Co(II), Ni(II), U(II) thường dễ tạo phức với đimetylglioxim, bipyridin,
pyrocatechin. Các phức đó bị hấp phụ lên giọt thuỷ ngân ở thế xác định. Sự
làm giàu bằng hiện tượng hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ,
pH của dung dịch, chất dùng làm điện cực, tính chất của thuốc thử,
Trong suốt quá trình điện phân điện cực làm việc được áp đặt một thế
không đổi (E
đp
= const). Thường người ta chọn E
đp
ứng với dòng giới hạn
khuếch tán của chất điện hoạt.
Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa dòng và thế có dạng:
E
dp
= E
1/2
+
ln
Kt i
i
I I
RT
nF I
−
(1)

Trong đó: E
đp
là thế điện phân
E
1/2
là thế bán sóng của thế khử cực
I
i
là cường độ dòng khuếch tán tức thì
I
Kt
là cường độ dòng khuếch tán giới hạn
n là số electron tham gia phản ứng điện hóa
R là hằng số khí
T là nhiệt độ tuyệt đối
Nếu lấy giá trị thế điện phân mà tại đó I
i
= 99 % I
Kt
thì từ phuơng trình (1)
thế điện phân có thể tính theo công thức:
E
đp
= E
1/2
-
0,12
n
(2)
9

Từ phương trình (2), ta thấy rằng chỉ cần E
đp
âm hơn thế bán sóng một giá
trị là
0,12
n
(v) thì giá trị của dòng đã đạt được giá trị cường độ dòng
khuếch tán giới hạn. Mặt khác, khi số electron tham gia phản ứng kết tủa
càng lớn thì sự chênh lệch giữa E
đp
và E
1/2
càng nhỏ.
Giai đoạn 2 : giai đoạn nghỉ
Giai đoạn này rất ngắn, từ 15-60 giây. Trong giai đoạn này ngừng quay
cực, ngừng khuấy, thế điện phân vẫn giữ nguyên. Mục đích để lượng kim
loại đã được điện phân sẽ phân bố đều trong hỗn hống hoặc trên toàn bộ bề
mặt điện cực, để khi hòa tan sẽ có dòng hòa tan đều và ổn định.
* Giai đoạn 3: giai đoạn hòa tan
Quá trình hoà tan được bắt đầu khi kết thúc thời gian nghỉ, đây là quá
trình hoà tan kết tủa đã được làm giàu trên điện cực làm việc bằng cách biến
thiên ngược chiều với quá trình làm giàu (phân cực hoá điện cực làm việc).
Khi hoà tan cho quét thế với tốc độ không đổi, đủ lớn (20 ÷ 50 mV/s), vì khi
quét thế với tốc độ nhỏ sẽ cho tín hiệu pic nhọn, bị chẻ ngọn, gây khó khăn
cho việc xác định đỉnh pic và có khi lượng chất hoà tan chưa hết. Nếu điện
phân làm giàu quét thế từ dương sang âm thì hoà tan sẽ quét thế từ âm sang
dương, quá trình này gọi là quá trình hoà tan anot. Nếu điện phân làm giàu
quét thế từ âm sang dương thì hoà tan sẽ quét thế từ dương sang âm, quá
trình này gọi là quá trình hoà tan catot .
I.1.4. Ứng dụng của các phương pháp von-ampe hòa tan:

Phương pháp phân tích điện hóa nói chung và phương pháp von-ampe
hòa tan nói riêng có phạm vi ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ
ưu điểm nổi bật: sử dụng các thiết bị nhỏ gọn, đơn giản, không đắt tiền, đặc
10
biệt thích hợp cho việc quan trắc tại chỗ và việc thực hiện các đo đạc in-
situ.
a. Phân tích môi trường:
Phương pháp von-ampe hoà tan là một trong những phương pháp tốt nhất
để xác định lượng vết nhiều kim loại (Ag, Zn, Cd, Cu, Mn, Hg,…) trong các
loại nước tự nhiên như nước ngầm, nước biển, nước mưa, tuyết. Ở một số
nước, phương pháp này được công nhận là phương pháp tiêu chuẩn để kiểm
tra chất lượng nước [4-5]. Ngoài ra, phương pháp ASV còn được áp dụng
để phân tích lượng vết các kim loại trong không khí, các loại đất đá, trầm
tích… [6, 7].
b. Phân tích lâm sàng:
Von-ampe hoà tan là một phương pháp phân tích hiệu quả được ứng
dụng khá rộng rãi trong nghiên cứu lâm sàng như xác định lượng vết các
kim loại Cu, Pb, Cd, Zn, trong nước tiểu, huyết thanh.
c. Phân tích thực phẩm:
Trong thực phẩm thường có các kim loại nặng độc hại như Pb trong sữa;
Pb, Cu, Sn trong nước giải khát CocaCola; Zn, Cd, Cu trong gạo, bơ; Pb, Sn
trong các loại nước cam hộp. Việc kiểm soát hàm lượng của chúng, đảm
bảo anh toàn về thực phẩm là hết sức quan trọng. Để xác định các chất ô
nhiễm này, người ta thường sử dụng phương pháp von–ampe hoà tan [8].
I.2. POLYME DẪN:
I.2.1. Giới thiệu chung về polyme dẫn.
11
Từ những phát hiện ban đầu của Hideki Shirakawa - Viện Công nghệ
Tokyo, Nhật Bản về polyme dẫn điện vào năm 1977, polyme dẫn điện
(Conducting Polymers – CPs) ngày càng thu hút đông đảo các nhà khoa học

tập trung nghiên cứu, phát triển và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau. Tầm quan trọng của nhóm vật liệu này đã được ghi nhận bằng giải
Nobel Hóa học năm 2000 giành cho những người đã có công khám phá và
phát triển polyme dẫn: A.G. MacDiarmid, A.J. Heeger và H. Shirakawa.

Polyme dẫn được phân ra làm ba loại chính:
+ Các polyme dẫn điện tử (electrically conducting polymer): là polyme có
mạch chứa các liên kết đôi liên hợp, không có sự tích tụ điện tích một cách
đáng kể. Các polyme loại này bao gồm các polyme liên hợp mạch thẳng
(như polyacetylene), các polyme liên hợp vòng thơm (như polyanilin) và
các polyme dị vòng (như polypyrol)
C
C
H
C
C
H
C
H
H H
C
H
C
C
H
C
H
H
Polyacetylen
N

H
*
N
H
*
n
Polypyrol
N
H
N
*
H
N N
*
*
m
n
Polyanilin
Hình I. 1. Một số polyme dẫn điện tử
+ Các polyme oxy hoá khử (Redox polyme): là các polyme có chứa nhóm
hoạt tính oxy hoá khử liên kết với mạch polyme không hoạt động điện hoá.
Trong các polyme loại này, sự vận chuyển điện tử xảy ra thông qua quá
12
trình tự trao đổi electron liên tiếp giữa các nhóm oxy hoá khử gần kề nhau.
Quá trình này gọi là chuyển electron theo bước nhảy (electron hopping).
N
CH
3
CH CH
2

* *
n
Fe
C
*
CH
2
*
n
Poly(2-methyl-5-
vinylpyridine)
Poly vinylferrocene
Hình I. 2. Polyme oxy hóa khử
+ Các polyme trao đổi ion (Ion exchange polyme): là loại polyme có các
cấu tử hoạt tính oxi hóa khử liên kết tĩnh điện với mạng polyme dẫn ion.
Các cấu tử oxi hóa khử là các ion trái dấu với chuỗi polyme tĩnh điện. Khi
đó, sự vận chuyển electron có thể do sự nhảy cách điện tử giữa các vị trí oxi
hóa khử cố định hoặc do sự khuếch tán vật lý một phần các dạng oxi hóa
khử kèm theo sự chuyển electron.
Hình I. 3. Polyme trao đổi ion poly(vinylpyridine)
I.2.2. Tính chất điện hoá đặc biệt của polyme dẫn .
Đặc điểm chung của polyme dẫn điện là cấu trúc carbon liên hợp C=C–
C=C và sự hiện diện của chất kích hoạt dopant. Cấu trúc liên hợp của mạch
13
polyme tạo nên những băng bất định xứ và tính linh động cho electron.
Chính các điện tử π này sẽ dịch chuyển khi có sự mất cân bằng về điện tích
trong mạch tạo nên độ dẫn cho polyme, do chúng có thể hoạt động như một
nguồn electron khi bị oxi hóa và nguồn lỗ trống (hole) khi bị khử, do đó có
khả năng tham gia mạnh mẽ các phản ứng điện hoá. Dopant có thể là những
nguyên tố nhỏ như iôt, clo, hay các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ miễn là

chúng có thể nhận điện tử tạo ra khuyết tật cho mạch polyme khiến cho
polyme trở nên dẫn điện. Quá trình kích hoạt (doping) polyme dẫn được
biểu diễn tóm tắt như sau:
(Polyme)
r

+ nA
-
↔ [(Polyme)
n+
(A
-
)
n
]
r
+ ne
-
A
-
= ion đối
Đây là một quá trình thuận nghịch và là tính chất đặc trưng thú vị nhất
của polyme dẫn. Quá trình doping đã tác động lên cấu trúc hình học và cấu
trúc điện tử của mạch polyme, hình thành điểm khuyết tật và tạo ra các phần
tử mang điện.
I.2.3. Các phương pháp chế tạo polyme dẫn [9].
I.2.3.1. Phương pháp hóa học:
Trùng hợp oxi hoá hoá học được thực hiện bằng cách cho monome
phản ứng với một lượng tương ứng chất oxi hoá, kết quả sẽ tạo thành
polyme ở trạng thái kích hoạt và dẫn điện. Muốn thu được polyme trung

hoà cần cho sản phẩm phản ứng với các chất khử mạnh như amoniac hay
hidrazin. Cơ chế trùng hợp oxi hoá hóa học cũng tương tụ như trùng hợp
điện hoá. Bản chất của điều kiện trùng hợp cho phép dễ dàng scale-up và
sản xuất lượng lớn. Tuy nhiên phương pháp này có một số hạn chế, chủ yếu
liên quan đến chất lượng polyme không được cao lắm. Mặt khác, sử dụng
chất oxi hoá mạnh có thể gây ra sự quá oxi hoá dẫn đến sự phân huỷ
polyme. Yếu điểm này có thể ngăn ngừa dễ dàng trong trường hợp sử dụng
phương pháp điện hóa với khả năng điều khiển tinh vi hơn nhiều.
14
I.2.3.2. Phương pháp điện hóa:
Trùng hợp điện hóa là phương pháp rất hữu hiệu để tổng hợp polyme
dẫn điện, tại cực dương (thường là Pt, Au, Inox, kính ITO) monome bị oxi
hóa kết hợp với dopant và trùng hợp tạo màng polyme phủ lên bề mặt điện
cực. Phương pháp này cho phép trùng hợp điện hóa diễn ra nhanh chóng và
tạo ra polyme có độ tinh khiết cao, độ dẫn điện cao, và có thể điều chỉnh
tương đối dễ dàng các tính chất polyme cũng như hình dạng, chiều dầy
thông qua các thông số điện hóa .
Quá trình ôxi hóa các monome hòa tan trong dung dịch điện phân (nước hay
dung môi hữu cơ) được thực hiện bởi sự áp thế bên ngoài hình thành
các cation gốc hay polaron. Sau đó có thể có hai con đường hình thành
polyme: (i) thứ nhất, các cation gốc kết hợp với một monome trung hòa, sau
khi ôxi hóa lần thứ hai và giải phóng proton sẽ tạo ra một dime trung hòa;
(ii) con đường thứ hai, hai cation gốc cặp đôi giải phóng hai proton và hình
thành dime trung hòa. Sau đó dime trung hòa bị oxi hóa và qui trình lặp lại
cho đến khi màng phim polyme kết tủa trên bề mặt điện cực. Hiệu quả của
quá trình trùng hợp điện hóa phụ thuộc vào việc monome có thể dễ dàng
giải phóng electron hay không, đồng thời phụ thuộc vào tính ổn định của
cation gốc.
Có ba kĩ thuật được sử dụng để thực hiện quá trình trùng hợp: thế động
(potentio-dyamic) hay còn gọi là quét thế vòng đa chu kì (CV- Cyclic

Voltammetrie), thế tĩnh (potentiostatic) và dòng tĩnh (galvanostatic). Nhiều
nghiên cứu cho rằng các kĩ thuật này ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến hình thái
cấu trúc và các tính chất điện, quang… của màng polyme tạo thành.
Tuy nhiên rất khó có thể tìm ra một quy luật ảnh hưởng chung cho mọi
trường hợp.
Khả năng tổng hợp dễ dàng bằng con đường điện hóa đã tạo cho polyme
dẫn những lợi thế đặc biệt so với các polyme thông thường khác: đó là tính
15
đa dạng, linh hoạt của vật liệu, khả năng khống chế dễ dàng các tính chất
cũng như hình dáng, cấu trúc của vật liệu, bằng cách điều khiển các thông
số điện hóa. Đó cũng có thể là lý do người ta gọi polyme dẫn là vật liệu
“thông minh”.
I.2.4. Ứng dụng của polyme dẫn làm vật liệu cảm biến ion:
Polyme dẫn đặc biệt hấp dẫn các nhà nghiên cứu vật liệu nhờ kết hợp
được tính dẫn điện của kim loại với các tính chất của polyme, chúng đang
ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ cao ví dụ
trong vật liệu chống tĩnh điện, vật liệu phủ hấp thụ sóng điện từ, tụ điện,
các linh kiện điện tử, linh kiện phát quang, các dây thần kinh nhân tạo, bảo vệ
chống ăn mòn, bộ cảm biến v.v (hình I.4) [9, 10].
Hình I. 4. Biểu đồ tỷ lệ các nghiên cứu ứng dụng của polyme dẫn điện.
Các điện cực lai polyme dẫn bắt đầu được nghiên cứu ứng dụng làm cảm
biến ion từ những năm 1990, chủ yếu sử dụng các polyme dẫn tiêu biểu:
polypyrol (PPy), polythiophen (PTh), polyanilin (PANi). Các nghiên cứu
chỉ ra rằng màng polyme dẫn nhờ có mật độ trung tâm hoạt tính ôxi hóa-khử
16
cao nên có thể đóng vai trò là chất trung gian trao đổi electron với dung
dịch. Khả năng gắn và nhả ion trong quá trình biến đổi trạng thái ôxi hóa-
khử của chúng có thể sử dụng làm tín hiệu phân tích có lợi. Tuy nhiên tính
chọn lọc ion của các polyme dẫn này không cao nên thường được biến tính,
gắn thêm các nhóm nhạy ion khác [11].

17
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Việt Huyến, Cơ sở các phương pháp phân tích điện hóa. Đại học
Quốc gia Hà Nội, 1999.
2. Dương Quang Phùng, Một số phương pháp phân tích điện hóa – nhà xuất
bản Đại học sư phạm 2009.
3. Hồ Viết Quý, Cơ sở hóa phân tích hiện đại
T.1 Các phương pháp phân tích hóa học, NXB Đại học sư phạm(2002) tái
bản lần 1 (2005), bản lần 2 (2008).
T.2 Các phương pháp phân tích lý-hóa, NXB ĐHSP (năm 2002), tái bản lần
1 (năm 2005), bản lần 2 (2008).
T.3 Các phương pháp phân chia làm giàu và ứng dụng phân tích, NXB Đại
học sư phạm (2006).
T.4 Các phương pháp vật lý, toán học, thống kê ứng dụng trong Hóa học
hiện đại – NXB Đại học sư phạm(2008).
4. Hoàng Thái Long, Hoàng Nhật Hưng, Nguyễn Văn Hợp, Từ Vọng Nghi,
Hoàng Thọ Tín, Xác định As(III) bằng phương pháp von-ampe hòa tan
catot xung vi phân khi có mặt natri dietyl dithiocacbamat // TC Phân tích
hóa, lý và sinh học. -2008. –no. 2. (trang 40-44) – ISSN 0868-3224.
5. Trịnh Xuân Giản, Hoàng Bạch Dương, Lê Lan Anh, Nguyễn Thị Huệ, Vũ
Đức Lợi, Phạm Gia Môn, Phương pháp vôn-ampe hòa tan xác định vêt thủy
ngân trong nước // TC Phân tích hóa, lý và sinh học. – 1999. –no.3. Tập 4
(trang 36-38).
6. Vũ Công Cường, Đỗ Minh Thục, Xác định nguyên tố vi lượng (Kẽm,
đồng, chì, cadimi) trong tó trẻ em bằng phương pháp điện hóa von-ampe
hòa tan // TC Y học Việt Nam. -1996. No.11. –tập 210 (trang 17-22).
18
7. Nguyễn Khắc Lam, Nguyễn Thị Huệ, Trịnh Xuân Giản, Nguyễn Quang
Tuệ, Xác định hàm lượng platin trong các mẫu địa chất bằng phương pháp
von-ampe hòa tan hấp phụ (ADCVS) // TC Hóa học. -1999. –no.2 tập 34

(trang 30-34).
8. Lê Lan Anh, Lê Trường Giang, Đỗ Việt Anh, Vũ Đức Lợi, Phân tích kim
loại nặng trong lương thực thực phẩm bằng phương pháp von-ampe hòa tan
trên điện cực màng thủy ngân // TC phân tích hóa. Lý và sinh học. – 1998. –
no.2. tập 3 (trang 21-24).
9. Nguyễn Tuấn Dung, Giáo trình chuyên đề polyme dẫn,2006.
10. Trương Văn Tân (2009) Khoa học và công nghệ nano, NXB Tri thức.
11. U.Lange, N.V. Roznyatovskayal, V.M. Mirsky, Conducting polymers in
chemical, sensors and arrays, Anal. Chim. Acta 614(2008)
19