Luận án Nghiên cứu biến tính điện cực than thủy tinh bằng vật liệu có cấu trúc nano ứng dụng để xác định thủy ngân trong môi trường nước

tạo xong được ký hiệu là: PET-SAM/AuNP+GO. 
2.2.4.2. Chế tạo AET-SAM 
 Tương tự điện cực biến tính bởi PET-SAM, điện cực GCE sau khi đã được 
điện kết tủa AuNP-GO trên bề mặt được ngâm trong dung dịch AET ở nhiệt độ phòng. 
Điện cực sau khi chế tạo xong được ký hiệu là AET-SAM/AuNP. 
 Điện cực sau khi biến tính bởi PET-SAM được ngâm trong dung dịch AET ở 
nồng độ và thời gian ngâm khác nhau đã được khảo sát. Điện cực sau khi chế tạo 
xong được ký hiệu là PET-AET-SAM/AuNP-GO. 
2.3. Phương pháp nghiên cứu 
2.3.1. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu 
2.3.1.1. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 
 Hình thái cấu trúc lớp AuNP và AuNP-GO được nghiên cứu bởi thiết bị chụp 
ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) S-4800 (Hitachi, Nhật Bản) với chùm điện tử sơ cấp 
được gia tốc bằng điện thế từ 15-20 kV khoảng cách 4-5mm, trong các trường hợp: 
- Bề mặt AuNP với thời gian điện phân kết tủa vàng: 50 giây, 300 giây, 600 giây. 
- Bề mặt AuNP - GO với thời gian điện phân kết tủa tối ưu: 600 giây. 
2.3.1.2. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 
- Cấu trúc lớp AuNP được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 
chụp trên thiết bị D8AVVACE (Khoa Hóa học, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, 
Đại Học Quốc Gia Hà Nội), ống phát tia CuK (=1,54056 Å), cường độ dòng ống 
phát 40 mA, góc quét 2θ từ 10o đến 85o, tốc độ quét 0,2o/phút. 
2.3.1.3. Phương pháp hồng ngoại (FTIR) 
 Nghiên cứu cấu trúc vật liệu composit được tiến hành đo phổ hồng ngoại 
biến đổi Fourier (Fourier transform infrared spectroscopy-FTIR). Các phép đo 
được tiến hành trên thiết bị FTIR-6300 (Khoa Hóa học, Trường Đại Học Khoa Học 
Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội) ở áp suất khí quyển, độ phân giải 4 cm-1, với 
góc tới 450. 
 44 
2.3.2. Phương pháp phân tích đối chứng AAS 
Độ chính xác của phương pháp và các kết quả phân tích lượng vết thủy ngân 
trong mẫu thật được đánh giá so sánh với các kết quả đo bằng phương pháp quang 
phổ hấp thụ nguyên tử hóa hơi lạnh (AAS). 
2.3.3. Các phương pháp đo điện hóa 
Các phép đo điện hóa được sử dụng để nghiên cứu các hoạt tính điện hóa cũng 
như khả năng phân tích của các điện cực đã chế tạo 
2.3.3.1. Nghiên cứu khử hấp phụ 
Khử hấp phụ lớp SAM của AET, PET và PET AET được thực hiện bằng phép 
quét thế vòng điện cực trong dung dịch KOH 0,5 M đã được loại bỏ oxi hoà tan bằng 
cách sục khí N2 trong thời gian 15 phút. Khoảng thế quét từ U1 = 0,00 V đến U2 = - 
1,30 V, tốc độ quét thế là 0,1 V/s. Kết quả của phép đo sẽ cho thông tin về khả năng 
hấp phụ của các phân tử hợp chất hữu cơ AET hoặc PET trên điện cực. 
2.3.3.2. Khảo sát độ thuận nghịch của phản ứng điện hóa trên các điện cực đã chế tạo 
Điện cực được nghiên cứu trên hệ điện hóa đơn giản của cặp oxi hóa – khử 
Fe(III)/Fe(II) bằng phương pháp quét thế vòng, tốc độ quét 0,1 V/s, khoảng thế quét 
từ -0,025 V đến 0,45 V. Dung dịch điện li sử dụng trong nghiên cứu này là dung dịch 
K3[Fe(CN) 6] 0,5 M pha trong đệm photphat (PBS) 0,1 M, pH = 7. 
2.3.3.3. Phân tích thủy ngân bằng các điện cực biến tính SAM chế tạo 
Các điện cực biến tính SAM sau khi chế tạo được sử dụng phân tích Hg (II) với 
phương pháp phân tích phát hiện và điểu kiện đo như sau: 
• Phương pháp phân tích phát hiện Hg(II) được thực hiện qua hai bước như sau: 
*Bước 1: Hg (II) được làm giàu lên bề mặt điện cực WE đã biến tính với các 
SAM bằng cách ngâm hấp phụ hóa học điện cực làm việc trong dung dịch chứa ion 
Hg(II) trong môi trường pH = 7, với các thời gian ngâm được khảo sát: 5 phút, 10 
phút, 30 phút, 80 phút, 100 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút, 200 phút trong điều 
kiện có khuấy với tốc độ 60 vòng/phút. 
*Bước 2: Việc phân tích phát hiện lượng vết Hg (II) sau khi làm giàu được thực 
hiện bằng phương pháp Von-Ampe xung vi phân với hai kỹ thuật quét được khảo sát: 
quét theo chiều catot và quét theo chiều anot. 
 45 
• Các điều kiện đo phân tích phát hiện Hg (II): 
Đo tín hiệu điện hóa trong dung dịch KCl 0,1 M + HCl pH = 3 với độ lớn xung 
là 50 mV, thời gian phát xung 0,04 giây, bước nhảy xung 5 mV với thời gian 0,08 
giây, tốc độ quét xung 50 mV/giây. Các phép đo điện hóa được tiến hành ở nhiệt độ 
phòng (25oC ± 1).[162] 
2.3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của các cation và anion 
Khảo sát ảnh hưởng của các cation: Cu2+, Pb2+, Zn2+, Cd2+, Fe3+, Ni2+, Mn2+ và 
các anion: Cl-, NO3-, SO42-. 
• Đo mẫu Hg(II) 1 ppb. 
• Đo mẫu Hg (II) 1 ppb có mặt đồng thời các cation và anion với nồng độ tăng dần. 
2.3.3.5. Xây dựng đường chuẩn 
Tiến hành xây dựng đường chuẩn trong khoảng nồng độ tuyến tính trên từng 
điện cực được chế tạo. Các mẫu nước Hg (II) có nồng độ khác nhau đã được sử dụng 
để đo sự thay đổi chiều cao píc Hg (II) sử dụng phương pháp DPASV. Dãy các dung 
dịch chuẩn Hg (II) được pha từ dung dịch chuẩn gốc có nồng độ 1000 ppm đã được 
chuẩn bị để đo trên các điện cực khác nhau: 
Đối với điện cực PET-SAM/AuNP dãy các dung dịch chuẩn Hg (II) được 
chuẩn bị có nồng độ lần lượt là: 100 ppt, 300 ppt, 500 ppt, 800 ppt, 1000 ppt. 
Đối với điện cực PET-AET-SAM/AuNP dãy các dung dịch chuẩn Hg (II) được 
chuẩn bị có nồng độ lần lượt là: 50 ppt, 100 ppt, 300 ppt, 600 ppt, 800 ppt, 1000 ppt, 
1500ppt, 1800 ppt, 2000 ppt. 
Đối với điện cực PET-AET-SAM/AuNP-GO dãy các dung dịch chuẩn Hg (II) 
được chuẩn bị có nồng độ lần lượt là: 30 ppt, 100 ppt, 300 ppt, 500 ppt, 800 ppt, 1000 
ppt, 2000 ppt, 3000 ppt, 3500 ppt. 
Các dung dịch được chuẩn bị trong môi trường pH=7. Lấy 40 ml dung dịch 
chuẩn cho vào ống đong và ngâm hấp phụ các điện cực được chế tạo trong thời gian 
30 phút. Dung dịch đo là KCl 0,1M + HCl pH=3. 
Đường chuẩn được xây dựng từ các điều kiện tối ưu đã được khảo sát. 
 46 
2.4. Phân tích mẫu thực 
2.4.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 
 Với mục đích kiểm tra tính năng của điện cực chế tạo trong việc phân tích phát 
hiện Hg (II), các mẫu nước được lấy và bảo quản theo TCVN [163]. Mẫu thực tế lấy 
để phân tích bao gồm: 
- Mẫu nước sông Tô Lịch được lấy tại đoạn giao với đường Hoàng Quốc Việt 
ở tọa độ 21o 2’ 45.4” N; 105o 48’ 19.4” và bảo quản theo TCVN 5993: 1995; TCVN 
6663-6:2008. 
- Mẫu nước biển Hải Tiến, biển Lạch Vạn được lấy tại vị trí không có xự xả 
thải trực tiếp nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và bảo quản theo TCVN 
5993: 1995; TCVN 5998:1995. 
 - Mẫu nước thải nhà máy bóng đèn phích nước Rạng Đông được lấy bể thải đã 
qua xử lý và bảo quản theo TCVN 5993: 1995, TCVN 5999:1995. 
Các mẫu nước sau khi lấy về phòng thí nghiệm được axit hóa bằng HNO3, 
pH=2. Với các mẫu nước đục được xử lý bằng cách lọc loại bỏ các chất rắn lơ lửng, 
nước được bảo quản 1 tháng trong chai PP. 
2.4.2. Tiến trình phân tích 
Hút 40 ml nước sau khi đã xử lý cho vào cốc thủy tinh có dung tích 100 ml, 
điều chỉnh pH dung dịch đến pH=7 bằng dung dịch NaOH 0,1M. Ghi đo dòng DPASV 
theo phương pháp thêm chuẩn với điều kiện ghi đo: áp thế -0,4 V trong thời gian 60 
giây, sau đó quét thế theo chiều anot từ 0,35 V đến 0,66 V với tốc độ quét v =0,1 V/s, 
độ lớn xung là 50 mV, thời gian phát xung 0,04 giây, bước nhảy xung 5 mV với thời 
gian 0,08 giây, tốc độ quét xung 50mV/giây trong dung dịch KCl 0,1 M + HCl, pH=3. 
2.5. Phương pháp thống kê và phần mềm xử lý số liệu thực nghiệm 
• Các giá trị chiều cao píc, thế đỉnh píc trên các đồ thị của phép đo điện hóa 
được tính toán bằng phần mềm tương ứng với từng phép đo: PGSdynam và DPP. 
• Việc xử lý thống kê, tính toán độ lặp lại của phép phân tích Hg (II) trên các 
điện cực đã chế tạo được thực hiện bằng phần mềm Excel 2007 
- Xác định độ lặp lại dựa trên giá trị độ lệch chuẩn: 
 47 
 (2.1) 
Trong đó: +) Phương sai của mẫu: 
 (2.2) 
+) Giá trị trung bình: 
 (2.3) 
- Xử lý các số liệu thực nghiệm và xây dựng đường chuẩn theo phần mềm Origin 8.0. 
Phương trình hồi quy tuyến tính được thiết lập dưới dạng: 
y = (a ± t.Sa) + (b ± t.Sb).x 
 48 
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Tạo AuNP trên bề mặt GCE 
Để tăng số phân tử tạo SAM trên bề mặt điện cực, bề mặt GCE sẽ được phủ 
bởi lớp AuNP để không chỉ quá trình hình thành SAM được diễn ra thuận lợi theo cơ 
chế hấp phụ hóa học, mà hơn nữa, sẽ làm tăng diện tích hoạt động của bề mặt điện 
cực. Điều này rất có ý nghĩa trong việc làm tăng độ nhạy phát hiện Hg(II). 
Để phủ AuNP lên bề mặt GCE thì các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phủ lớp 
vàng đã được nghiên cứu khảo sát như trình bày dưới đây. 
3.1.1. Các kỹ thuật điện hóa hoạt hóa bề mặt GCE 
Bên cạnh xử lý cơ học bề mặt GCE như sử dụng giấy nhám, siêu âm thì bước 
hoạt hóa điện cực cũng rất quan trọng trong việc hình thành lớp AuNP, và do đó ảnh 
hưởng đáng kể đến chất lượng SAM được thực hiện ở bước tiếp theo. 
Để đánh giá sự ảnh hưởng của việc hoạt hóa bề mặt GCE đến hình thái lớp 
vàng được điện kết tủa trên bề mặt, các kỹ thuật hoạt hóa điện hóa bề mặt GCE 
trong dung dịch H2SO4 0,5 M đã được khảo sát với các điều kiện áp thế khác nhau: 
(i) GCE được phân cực anot tại thế + 0,8 V trong 300 giây (ký hiệu PP1), 
(ii) Phân cực anot tại thế + 0,8 V trong 300 giây sau đó phân cực catot tại thế -1 V 
trong 300 giây (ký hiệu PP2), 
(iii) Phân cực catot tại thế -1 V trong 300 giây sau đó phân cực anot tại thế +0,8 V 
trong 300 giây (ký hiệu PP3), 
(iv) Phân cực catot tại thế -1 V trong 300 giây (ký hiệu PP4). 
Sự khác nhau về hình thái lớp AuNP được tạo thành trên bề mặt GCE sau khi 
điện cực đã được được xử lý bằng PP1÷PP4 được trình bày trên hình 3.1. Kết quả 
cho thấy khi bề mặt GCE được hoạt hóa bằng PP4 thì kích thước hạt vàng khá đồng 
đều và có kích thước cỡ 90 nm. Sự sắp xếp của hạt vàng có kích thước nano mét này 
đã tạo nên một lớp che phủ gần như kín bề mặt GCE. Kết quả còn cho thấy sự xếp 
chồng của các hạt là không đáng kể so với PP1 và PP3. Kích thước hạt vàng trung 
bình ước tính của các phương pháp là: PP1: 220 nm, PP2: 175 nm, PP3: 120 nm, PP4: 
90 nm. Kết qủa này cho thấy rõ điều kiện hoạt hóa của PP4 thuận lợi cho sự hình 
thành các hạt vàng ở kích thước nano mét. Vì vậy, PP4 đã được lựa chọn để hoạt hóa 
 49 
bề mặt GCE trước khi phủ AuNP. 
Hình 3. 1. Ảnh SEM của AuNP trên bề mặt GCE được xử lý bằng các kỹ thuật điện 
hóa khác nhau: PP1 (a), PP2 (b), PP3 (c), PP4 (d) 
3.1.2. Các điều kiện điện phân tạo AuNP 
٭ Ảnh hưởng của thời gian điện phân tạo AuNP 
Sự phụ thuộc của mật độ và kích thước của các hạt vàng được tạo trên trên bề 
mặt điện cực GCE vào thời gian điện phân được đánh giá thông qua các ảnh SEM 
như trình bày trên hình 3.2. Kết quả thu được cho thấy mật độ các hạt AuNP trên bề 
mặt GCE tăng tỉ lệ theo thời gian điện phân khi áp thế cố định +0,5 V. Ở thời gian 50 
giây các hạt vàng bắt đầu xuất hiện và nằm rải rác trên bề mặt GCE (hình 3.2 (a)). 
Khi tăng thời gian điện phân lên 300 giây có sự tăng lên về số lượng các mầm tinh 
thể vàng do đó mật độ các hạt vàng đã dày đặc hơn nhưng chưa phủ kín hết bề mặt 
GCE (hình 3.2 (b)). Khi tăng thời gian điện phân lên 600 giây, các hạt vàng đã phủ 
gần như kín bề mặt GCE, kích thước các hạt vàng thu được khá đồng đều và được 
sắp xếp sát nhau tạo thành lớp phủ kín bề mặt GCE (hình 3.2 (c)). 
 50 
Hình 3. 2. Ảnh SEM của AuNP trên bề mặt điện cực GCE với thời gian tạo vàng 
khác nhau: 50 giây (a), 300 giây (b), 600 giây (c) 
Như vậy, để thu được lớp vàng có cấu trúc dạng hạt với kích thước hạt nano 
đồng đều thì thời gian điện phân 600 giây kết tủa vàng lên bề mặt GCE được lựa chọn 
cho các nghiên cứu tiếp theo. 
٭ Ảnh hưởng của khuấy dung dịch đến hình thái bề mặt AuNP 
Hình 3. 3. Ảnh SEM của AuNP trên bề mặt điện cực GCE với thời gian với thời gian 
600 giây trong điều kiện không khuấy (a) và có khuấy ở tốc độ 60 vòng/phút (b). 
Trong quá trình điện phân kết tủa vàng lên bề mặt GCE, ảnh hưởng của khuấy 
dung dịch điện ly đến việc tạo AuNP lên bề mặt GCE cũng đã được nghiên cứu. Tiến 
hành khảo sát hình thái của vàng nano khi điện phân không khuấy và có khuấy tại tốc 
độ khuấy 60 vòng/phút [164]. Kết quả thu được trên hình 3.3 cho thấy ở điều kiện 
không khuấy, các hạt vàng sắp xếp không đều và trên bề mặt GCE có những vùng 
không có sự hình thành các tinh thể vàng, xuất hiện vùng các hạt vàng chồng lấn, đan 
xen nhau tạo nên những hạt vàng kích thước lớn và không còn ở kích thước nanomet. 
Ngược lại, khi có sự khuấy trộn kích thước các hạt vàng đồng đều ở kích thước 
 51 
nanomet, số lượng các hạt vàng tăng và che phủ gần kín bề mặt GCE. Hiện tượng này 
là do khi có sự khuấy trộn, số lượng mầm tinh thể trên bề mặt điện cực tăng, do vậy 
làm tăng số lượng hạt vàng được tạo thành. Mặt khác, sự đối lưu do việc khuấy giúp 
các ion Au (III) từ lòng dung dịch vận chuyển đến bề mặt điện cực được tốt hơn, khi 
đó nồng độ ion tại ranh giới bề mặt điện cực và dung dịch được đồng nhất và cân 
bằng với nồng độ ion trong lòng dung dịch trong suốt quá trình điện phân. Do vậy, 
điều kiện khuấy được lựa chọn trong quá trình tạo AuNP. 
3.1.3. Sự tạo thành AuNP trên bề mặt GCE 
Hình 3. 4. Giản đồ XRD của AuNP điện kết tủa lên bề mặt GCE ở các điều kiện E = 
0,5 V trong 600 giây 
Cấu trúc tinh thể lớp vàng nano được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu 
xạ tia X. Kết quả thu được trên hình cho thấy lớp vàng trên bề mặt GCE có cấu trúc 
đa tinh thể bao gồm: Au (110), Au (111), Au (200), Au (210) tương ứng với các vị 
trí góc 34,5o; 38,3o; 48,3o; 53,7o trong đó phần lớn là cấu trúc tinh thể Au (110) 
[165,166]. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả của nhóm tác giả khác khi nghiên 
cứu kết tủa AuNP lên bề mặt GCE bằng phương pháp điện hóa [167]. 
Thành phần cấu trúc của lớp AuNP được chế tạo có ảnh hưởng đáng kể đến 
độ bền của lớp SAM biến tính trên đó. Do đó, khi sử dụng phương pháp khử hấp phụ 
 52 
điện hóa đối với SAM thiol trên một số loại vàng đơn tinh thể thì thế khử hấp phụ 
phản ánh năng lượng Gibbs đối với tinh thể Au(110) ở mức thế âm nhất [168]. Do 
đó, kết quả XRD ở trên cho thấy AuNP chế tạo có thành phần chủ yếu là tinh thể Au 
(110) sẽ có lợi cho độ bền của SAM biến tính ở bước tiếp theo. Kết quả này phù hợp 
với kết quả đo khử hấp phụ điện hóa được trình bày ở mục 3.3. 
3.2. Tạo composit AuNP-GO trên bề mặt GCE 
 Ngoài việc chế tạo AuNP, việc chế tạo composit AuNP-GO để biến tình bề mặt 
vật liệu nền GCE với tác dụng không chỉ làm tăng diện tích hoạt động bề mặt điện cực 
so với AuNP mà còn có thể tạo ra khả năng tăng độ bám dính mang lại nhiều ưu việt 
hơn cho loại vật liệu composit biến tính bề mặt vật liệu nền. 
3.2.1. Các phương pháp tạo AuNP-GO trên bề mặt GCE 
Để chế tạo điện cực composit AuNP-GO/GCE, ngoài việc điện cực GCE được 
áp thế +0,5 V trong dung dịch HAuCl4 nhằm kết tủa vàng lên bề mặt điện cực thì 
một số phương pháp thường được sử dụng nhằm đưa GO lên bề mặt điện cực để tạo 
composit AuNP-GO đã được khảo sát và so sánh, cụ thể như sau: 
 Phương pháp 1: Áp thế kết tủa đồng thời điện cực GCE trong hỗn hợp dung 
dịch HAuCl4 + GO tại thế +0,5 V trong 600 giây (PP1). 
 Phương pháp 2: Điện cực GCE được quét CV trong dung dịch GO với khoảng 
thế từ 0 đến -1,65 V, sau đó điện cực được phân cực trong dung dịch HAuCl4 tại thế 
+0,5 V với thời gian 600 giây (PP2). 
 Phương pháp 3: Nhỏ GO lên bề mặt GCE, để khô tự nhiên sau đó phân cực 
trong dung dịch HAuCl4 tại thế +0,5 V với thời gian 600 giây (PP3). 
 Các điện cực sau khi chế tạo được nghiên cứu đặc tính điện hoá nhờ quét CV trong 
dung dịch K3(Fe(CN)6) 5 mM/PBS 0,1 M pH = 7. Kết quả thu được sẽ cho biết tính chất 
điện hóa của điện cực và tính thuận nghịch của phản ứng điện hóa xảy ra trên điện cực. 
Mặt khác, từ giá trị dòng píc của đường Von-Ampe có thể so sánh diện tích bề mặt hoạt 
động điện hóa của các điện cực chế tạo thông qua phương trình Randles – Sevcik. Đây 
là phương trình thể hiện mối liên hệ giữa dòng píc, nồng độ chất, tốc độ quét thế và 
hệ số khuếch tán. 
 53 
Hình 3. 5. Đường CV của các điện cực chế tạo bằng phương pháp khác nhau: PP1 
(■), PP2 (▲), PP3 (▼) và AuNP/GCE (●) trong dung dịch K3(Fe(CN)6) 5 mM/PBS 
0,1 M pH=7 với tốc độ quét 0,1 V/s. 
 Từ kết quả dạng đường Von-Ampe ghi được cho thấy khuếch tán đến toàn bộ 
bề mặt điện cực là dạng khuếch tán phẳng bao phủ toàn bộ điện cực chứa các thành 
phần nano. Trong quá trình xảy ra phản ứng điện hóa, sự khuếch tán phẳng của các 
chất điện hoạt đến bề mặt điện cực không kịp bù đắp lại lượng chất đã tiêu hao, do 
đó dòng đo được giảm dần về giá trị 0 khi thời gian đo kéo dài và kết quả là đường 
Von-Ampe quét thế vòng thu được sẽ có dạng píc như trên hình 3.5 [169]. 
 Phản ứng điện hóa xảy ra trên điện cực khi quét CV trong dung dịch 
K3(Fe(CN)6 5 mM/PBS 0,1 M pH=7 với tốc độ quét 0,1 V/s là: 
K3(Fe(CN)6) + 1e ⇌ K4(Fe(CN)6 (3.1) 
 Theo lý thuyết điện hóa, hiệu thế đỉnh píc của píc oxi hóa và píc khử ở điều 
kiện t= 25oC, p = 1 atm) của phản ứng thuận nghịch được suy ra từ phương trình 
Nernst là: 
∆E = Epa - Epc = 
0,059
𝑛
 (3.2) 
 Từ đường CV của các điện cực xuất hiện một píc khử tại khoảng thế 0,19 V, píc 
này tương ứng với sự khử Fe (III) → Fe (II). Píc oxi hóa xuất hiên trên đường Von-
 54 
Ampe tại khoảng thế 0,25 V tương ứng với sự oxi hóa Fe (II) → Fe (III). Như vậy 
hiệu thế đỉnh píc là : ∆E = 0,25-0,19 = 0,06 V, suy ra n 1. Kết quả này phù hợp với 
đặc tính của phản ứng thuận nghịch, tức là hệ Fe (III)/Fe (II) đều xảy ra thuận lợi 
trên các điện cực chế tạo và các điện cực đều hoạt động điện hóa tốt. 
Từ kết quả dòng ghi được trên đường Von-Ampe của các điện cực sẽ tính 
được diện tích bề mặt hoạt động điện hóa của điện cực thông qua phương trình 
Randles – Sevcik: 
Ip = (2,69.105). n3/2. Shđ. D1/2. C. v1/2 (3.3) 
Trong đó: 
Ip: dòng píc (A) F: hằng số Faraday D: hệ số khuếch tán (cm2/s) 
Shđ: diện tích bề mặt hoạt động điện hóa điện cực (cm2) 
C: nồng độ (mol/cm3) ν: tốc độ quét thế (V/s) 
n: số electron trao đổi trong quá trình oxi hóa khử 
Diện tích bề mặt hoạt động điện hóa điện cực, Shđ của điện cực được tính theo 
phương trình 3.3 từ giá trị dòng píc đo được trên đường Von – Ampe và các giá trị n, D, 
C, ν đã biết. 
Bảng 3. 1. Giá trị cụ thể của các thông số trong phương trình Randle – Sevcik 
C (mol/cm3) D (cm2/s) n v (V/s) 
5.10-6 7,5.10-6 1 0,1 
Píc được sử dụng tính toán là píc khử Fe(III) → Fe(II), có giá trị dòng píc là 
Ip. Kết quả tính toán thu được, trình bày trên bảng 3.1. 
Bảng 3. 2. Kết quả nghiên cứu các phương pháp chế tạo composit 
Các điện cưc 
Chiều cao pic 
Ipc (µA) 
Diện tích bề mặt hoạt 
động điện hóa (Shđ) 
(cm2) 
Tỉ số Shđ / Shh 
PP1 153,753 0,132 1,859 
PP2 107,201 0,091 1,281 
PP3 88,401 0,075 1,056 
AuNP/GCE 121,203 0,104 1,464 
 55 
Kết quả thu được thể hiện như trên bảng 3.2 cho thấy composit AuNP-
GO/GCE chế tạo theo PP1 cho diện tích bề mặt hoạt động điện hóa lớn nhất, sự tăng 
diện tích bề mặt hoạt động điện hóa so với diện tích hình học (Shh) của điện cực nền 
là 1,859 lần. Chính vì vậy, PP1 được lựa chọn để chế tạo composit AuNP-GO trên 
nền GCE. 
3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo composit AuNP-GO 
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo composit AuNP-GO sẽ làm thay đổi cấu 
trúc bề mặt điện cực biến tính, và do đó sẽ ảnh hưởng đến độ nhạy phát hiện Hg(II) 
như được trình bày dưới đây. 
٭ Ảnh hưởng của nồng độ muối vàng, lượng GO phân tán và thời gian áp thế điện 
kết tủa 
\ 
Hình 3. 6. Ảnh hưởng của nồng độ muối vàng (a), lượng GO phân tán (b) và thời 
gian áp thế điện kết tủa (c) đến tín hiệu dòng Hg (II) 
Để khảo sát nồng độ muối vàng và lượng GO phân tán trong hỗn hợp dung 
dịch Au (III)+GO đến tín hiệu dòng, nghiên cứu được thực hiện bằng cách quét 
DPVA sử dụng điện cực PET-AET-SAM/AuNP-GO với lượng GO khảo sát từ 8.10-
5 mg/ml đến 8.10-3 mg/ml và nồng độ vàng khảo sát từ 0,5 mM đến 10 mM. Kết quả 
được trình bày như trên hình 3.6. 
Kết quả thu được trên hình 3.6 (a) và 3.6 (b) cho thấy tín hiệu dòng thủy ngân 
có xu hướng tăng khi tăng dần nồng độ Au (III) và lượng GO phân tán đến 2 mM và 
8.10-4 mg/ml tương ứng, sau đó tín hiệu giảm dần. Khi áp thế kết tủa trong hỗn hợp 
Au (III) +GO, tăng dần nồng độ HAuCl4 thì lượng vàng