Giá trị thống kê độ lặp lại của các điện cực PET-AET-SAM/ AuNP
Giá trị thống kê | |
Giá trị dòng píc trung bình | 1,826 |
Độ lệch chuẩn | 0,040 |
Độ lệch chuẩn tương đối | 2,190 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Diện Tích Hoạt Động Điện Hóa Của Điện Cực Aunp/gce Và Aunp- Go/gce -
Cơ Sở Lý Thuyết Sử Dụng Sam Biến Tính Điện Cực Phân Tích Hg (Ii) -
Sự Biến Đổi Dòng Píc Hg (Ii) Ở Nồng Độ 1 Ppb Theo Số Lần Sử Dụng Của Điện Cực Pet-Sam/aunp -
Đường Dpasv Và Đường Chuẩn Theo Chiều Cao Píc Trên Điện Cực Pet- Aet-Sam/ Aunp-Go Khi Nồng Độ Thủy Ngân Tăng Dần Từ 30 Ppt Đến 3500 Ppt. -
Ảnh Hưởng Của Thế Áp (A); Nồng Độ Kcl (B); Thời Gian Điện Phân (C); Và Thời Gian Khuấy (D) Đến Tín Hiệu Hg (Ii) -
Nghiên cứu biến tính điện cực than thuỷ tinh bằng vật liệu có cấu trúc nano ứng dụng để xác định thuỷ ngân trong môi trường nước - 16
Xem toàn bộ 138 trang tài liệu này.
Để kiểm chứng độ lặp lại và độ ổn định của điện cực đối với mẫu thực, tiến hành phân tích mẫu nước biển và nước hồ trong hai ngày liên tiếp, ghi đo đường DPV và tính toán theo phương pháp thêm chuẩn để tìm ra lượng Hg (II). Phép phân tích được thưc hiện 7 lần trên mỗi mẫu để tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn. Kết quả được chỉ ra ở bảng sau:
Bảng 3. 8. Kết quả phân tích hàm lượng Hg (II) trong cùng một mẫu trong hai ngày liên tiếp
Hàm lượng Hg (II) (ppt) | |||
Ngày 1 | Ngày 2 | Sai số | |
Nước biển | 0,151 ± 0,004 | 0,148 ± 0,006 | 1,986 % |
Nước hồ | 0,159 ± 0,011 | 0,164 ± 0,010 | 3,144 % |
Kết quả phân tích ở bảng 3.8 cho thấy sai số của phép phân tích giữa hai ngày đo là không đáng kể. Như vậy, phương pháp phân tích có độ lặp lại và độ ổn định tốt không chỉ đối với dung dịch chuẩn mà còn đối với mẫu thực.
3.5.4.4. Khảo sát số lần sử dụng điện cực
Điện cực sau mỗi lần đo sẽ mất đi một lượng SAM nhất định nên việc nghiên cứu độ bền của điện cực hay thời gian sống của điện cực là rất cần thiết. Độ bền của điện cực đã được nghiên cứu và đánh giá qua giá trị chiều cao píc theo số lần sử dụng phân tích mẫu dung dịch Hg (II) ở nồng độ 1 ppb. Tiến hành ghi đo trong dung dịch KCl 0,1M + HCl pH=3 bằng cách áp thế -0,4 V trong thời gian 60 giây, sau đó quét hòa tan từ 0,35 V đến 0,67 V bằng kỹ thuật Von –ampe xung vi phân DPV.
Hình 3. 27. Sự biến đổi dòng píc Hg (II) ở nồng độ 1 ppb theo số lần sử dụng của điện cực PET-AET-SAM/AuNP
Bảng 3. 9. Giá trị thống kê nghiên cứu độ bền điện cực PET-AET-SAM/AuNP
Giá trị thống kê | |
Số lần đo lặp lại | 51 |
Giá trị dòng píc trung bình | 1,831 |
Độ lệch chuẩn | 0,095 |
Độ lệch chuẩn tương đối | 5,188 |
Các kết quả trên hình 3.27 biểu diễn sự biến đổi của giá trị dòng theo số lần sử dụng của điện cực PET-AET-SAM/AuNP. Kết quả cho thấy dòng ghi đo điện cực PET-AET-SAM/AuNP có độ lặp lại sau 51 lần ghi đo là 5,188 % chứng tỏ các điện cực có độ bền tốt và điện cực PET-AET-SAM có độ bền tốt hơn so với điện cực PET-SAM/AuNP (độ lặp lại là 5,376 % sau 30 lần đo).
3.5.4.5. Xây dựng đường chuẩn
Hình 3.28 là đồ thị đường chuẩn thể hiện mối tương quan giữa nồng độ và dòng píc tương ứng.
Hình 3. 28. Đường DPASV và đường chuẩn theo chiều cao píc trên điện cực PET- AET-SAM/AuNP khi nồng độ thủy ngân tăng dần từ 50 ppt đến 2000 ppt
Kết quả đo cho thấy, trong khoảng nồng từ 50 ppt đến 2000 ppt, có sự tương quan tốt giữa nồng độ thủy ngân với tín hiệu điện hóa đo được trên điện cực PET- AET-SAM/AuNP. Điều này được thể hiện ở giá trị hệ số tương quan tuyến tính của đường chuẩn: R = 0,998. Trên hình 3.28 có thể quan sát được sự tăng tương ứng của píc hòa tan trên đường Von – Ampe khi đo ở các nồng độ thủy ngân tăng dần.
Phương trình đường chuẩn được viết đầy đủ như sau:
y = (0,016 ± 2,545.10-6).C + (0,137 ± 0,028) (3.26)
Vậy với thể tích mẫu là 40 ml thì tuyến tính của đường trong khoảng 50 ppt đến 2000 ppt.
3.5.4.6. Đánh giá giới hạn phát hiện của phương pháp
Tiến hành đo lặp lại 7 lần mẫu dung dịch chuẩn Hg (II) có nồng độ: 50 ppt trên điện cực PET-AET-SAM/AuNP, các điều kiện đo được xác lập như lập đường chuẩn, chấp nhận sự sai khác giữa độ lệch chuẩn của dung dịch và độ lệch chuẩn của mẫu trắng là không đáng kể: Sb = Sy. Bậc tự do (n-1): 6. Giá trị t tra bảng với bậc tự do 6, độ tin cậy 99%: 3,143. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.10.
Bảng 3. 10. Giới hạn phát hiện và độ thu hồi Hg (II) trên điện cực PET-AET- SAM/AuNP
PET-AET-SAM/AuNP | ||
Hàm lượng Hg (ppt) | Độ thu hồi | |
1 | 59,064 | 118,128 |
2 | 50,061 | 100,122 |
3 | 52,126 | 104,252 |
4 | 34,124 | 68,248 |
5 | 60,939 | 121,878 |
6 | 44,061 | 88,122 |
7 | 37,878 | 75,756 |
Trung bình | 48,320 | 96,644 |
Độ lệch chuẩn | 10,173 | |
LOD | 31,973 |
Kết quả thu được ở bảng cho thấy phương pháp Von – Ampe xung vi phân sử dụng điện cực PET-AET-SAM/AuNP có giới hạn phát hiện thấp, thấp hơn so với điện cực PET-SAM/AuNP (38,420 ppt).
3.5.5. PET-AET-SAM/AuNP-GO phân tích Hg (II)
3.5.5.1. Khảo sát điều kiện chế tạo PET-AET-SAM/AuNP-GO
Ảnh hưởng của tín hiệu dòng thủy ngân đến các điều kiện chế tạo PET- AET-SAM trên nền AuNP-GO cũng được nghiên cứu. Kết quả được thể hiện trên hình 3.29.
Kết quả thu được cho thấy: ban đầu sự biến đổi dòng píc tương ứng với nồng độ, thời gian ngâm PET và AET đều tăng đến một điểm dừng, tại đây tín hiệu dòng thu được đạt giá tri lớn nhất và sự sắp xếp đơn lớp là tốt nhất. Sau đó dòng píc có xu hướng giảm dần qua điểm dừng khi tiếp tục tăng nồng độ và thời gian ngâm, lúc này cấu trúc SAM trên bề mặt điện cực trở nên dày đặc, tương tác liên phân tử mạnh [186] dẫn đến thay đổi cấu trúc và làm giảm liên kết với Hg (II).
Hình 3. 29. Ảnh hưởng của nồng độ PET (a), nồng độ AET (b), thời gian ngâm PET (c), thời gian ngâm AET (d) đến tín hiệu Hg (II)
Từ kết quả khảo sát, điều kiện tối ưu được lựa chọn cho việc chế tạo lớp PET- AET-SAM-trên nền AuNP-GO là: điện cực được ngâm trong dung dịch PET 0,3 mM với thời gian ngâm 3 tiếng sau đó được ngâm trong dịch AET 0,1 mM trong thời gian 20 phút. So sánh với việc chế tạo PET-AET-SAM trên nền AuNP, kết quả cho thấy sự có mặt của GO đã rút ngắn được thời gian ngâm PET (từ 12 tiếng xuống còn 3 tiếng). Như vậy, việc thêm GO vào AuNP đã tạo ra thay đổi trong cấu trúc hình hình thành PET-AET-SAM từ đó ảnh hưởng đến việc liên kết Hg (II).
3.5.5.2. Khảo sát thời gian ngâm thủy ngân
Để lựa chọn được thời gian ngâm tối ưu nhất cho quá trình khảo sát, điện cực biến tính PET-AET-SAM/AuNP-GO được ngâm trong dung dịch Hg(II) có nồng độ 1 ppb với thời gian ngâm tăng dần từ 5 phút đến 210 phút.
Kết quả thu được trên hình 3.30 cho thấy: Ở thời gian ngâm vượt quá 120 phút tín hiệu dòng gần như không thay đổi, nồng độ thủy ngân trên bề mặt điện cực đã bão hòa lúc này tín hiệu dòng sẽ không bị ảnh hưởng bởi nồng độ thủy ngân trong dung dịch. Đối với thời gian ngâm ngắn: 5 phút, 10 phút lượng thủy ngân đến bề mặt điện cực chưa đủ lớn dẫn đến tín hiệu đo chưa tốt. Bởi vậy, thời gian ngâm thủy ngân 30 phút được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo.
Hình 3. 30. Ảnh hưởng thời gian ngâm đến tín hiệu thủy ngân
3.5.5.3. So sánh tín hiệu dòng thủy ngân của các điện cực SAM/AuNP-GO
Hình 3. 31. Đường DPASV phát hiện Hg (II) sử dụng điện cực PET-AET- SAM/AuNP-GO (■), PET-SAM/AuNP-GO (▲) và PET-AET-SAM/AuNP (●)
trong dung dịch Hg (II) nồng độ 1ppb với thời gian ngâm 30 phút.
Bảng 3. 11. Giá trị dòng píc thủy ngân trên các điện cực khác nhau
Chiều cao píc tại Hg(II) 1ppb (µA) | |
PET-AET-SAM/AuNP | 1,831 |
PET-SAM/AuNP-GO | 2,082 |
PET-AET-SAM/AuNP-GO | 3,508 |
Tín hiệu thủy ngân ở cùng nồng độ 1 ppb khi sử dụng các điện cực PET- AET-SAM/AuNP-GO, PET-SAM/AuNP-GO và PET-AET-SAM/AuNP được thể
hiện trên hình 3.31.
Kết quả thu được cho thấy vai trò của AET và GO trong việc hình thành cấu trúc thuận lợi để liên kết với Hg (II). Các đường đo đều xuất hiện một píc oxi hóa của Hg (0) thành Hg (II) tại thế 0,52 V và có chiều cao píc thủy ngân trên điện cực PET- AET-SAM/AuNP-GO tăng hơn đáng kể so với điện cực PET-SAM/AuNP-GO và PET-AET-SAM/AuNP.
3.5.5.4. Khảo sát độ lặp lại của điện cực
Với những điều kiện tối ưu đã chọn, độ lặp lại của các điện cựcPET-AET- SAM/AuNP-GO cũng được khảo sát. Mỗi điện cực làm việc được đo lặp lại 7 lần với nồng độ thủy ngân 1 ppb. Kết quả khảo sát được trình bày trên hình 3.32 và bảng 3.12.
Độ lặp lại của các điện cực PET-AET-SAM/ AuNP-GO qua 7 lần đo trong dung dịch Hg (II) nồng độ 1ppb
Bảng 3. 12. Giá trị thống kê độ lặp lại của các điện cực PET-AET-SAM/AuNP-GO
Giá trị thống kê | |
Giá trị dòng píc trung bình | 3,481 |
Độ lệch chuẩn | 0.062 |
Độ lệch chuẩn tương đối | 1,785 |
Hình 3.32 cho thấy độ lặp lại của các điện cực tương đối tốt, trong đó điện cực PET-AET-SAM/AuNP-GO thu được tín hiệu dòng lớn hơn điện cực PET-SAM/ AuNP-GO ở cùng nồng độ thủy ngân. Độ lệch chuẩn tương đối RSD của các điện cực đều < 5% cho thấy các điện cực điều có độ nhạy ổn định cao.
3.5.5.5. Khảo sát số lần sử dụng điện cực
Độ bền của điện cực PET-AET-SAM/AuNP-GO chế tạo cũng đã được nghiên cứu, đánh giá và so sánh với điện cực PET-SAM/AuNP-GO thông qua giá trị chiều cao píc theo số lần sử dụng phân tích mẫu thủy ngân ở nồng độ 1 ppb.
Điện cực PET-AET-SAM/AuNP-GO |
Sự biến đổi dòng píc Hg (II) ở nồng độ 1 ppb theo số lần sử dụng của điện cực PET-SAM/ AuNP-GO và PET-AET-SAM/AuNP-GO
Giá trị thống kê nghiên cứu độ bền điện cực PET-SAM/ AuNP-GO và PET-AET-SAM/AuNP-GO
PET-SAM/ AuNP-GO | PET-AET-SAM/AuNP-GO | |
Số lần đo lặp lại | 53 | 112 |
Giá trị dòng píc trung bình | 2,050 | 3,508 |
Độ lệch chuẩn | 0,127 | 0,182 |
Độ lệch chuẩn tương đối | 6,221 | 5,191 |