Luận án Nghiên cứu tổng hợp vật liệu lai ghép polyme dẫn (PPyy, PANii) - Nano cacbon (CNTss, Grr) ứng dụng làm cảm biến sinh học, môi trường

điểm của phương pháp là giúp nhận định nhanh chóng bản chất nhiệt động của 
quá trình oxi hóa khử và động học của phản ứng trao đổi điện tử giữa chất oxi hóa 
và chất khử hoặc quá trình hấp phụ. Bên cạnh đó, kỹ thuật CV cũng giúp xác định 
nhanh chóng vị trí điện thế mà tại đó chất điện hoạt bị oxi hóa hoặc khử hoặc ảnh 
hưởng của môi trường đến quá trình oxi hóa-khử. 
Các khoảng quét thế được khảo sát và lựa chọn để nghiên cứu các phản ứng 
điện hóa tùy thuộc vào đặc trưng bề mặt điện cực làm việc và bản chất điện hóa 
của các chất điện hoạt. Số vòng quét và tốc độ quét cũng được khảo sát, lựa chọn 
cho phù hợp với mục đích nghiên cứu. 
Đối với tất cả các khảo sát được thực hiện, quá trình quét thế được thực hiện 
theo chiều tăng dần điện thế áp lên điện cực làm việc từ giá trị E1 đến giá trị E2 
(E1 < E2), sau đó thế được đảo chiều và giảm từ E2 trở về E1 (xem Hình 2.3) 
Hình 2.3. Nguyên lý hoạt động của phương pháp CV 
d
ò
n
g
 d
iệ
n
E (V)
E1 E2
40 
2.3.4. Phương pháp đo dòng theo thời gian (kỹ thuật dòng – thời gian) 
Kỹ thuật dòng – thời gian (chronoamperometry, CA), là một phương pháp 
phân tích điện hoá, trong đó tín hiệu phân tích nhận được ở đầu ra là dòng điện 
tức thời. Dòng điện tức thời này phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ của chất cần 
phân tích. Trong quá trình hoạt động của cảm biến các phản ứng oxi hoá khử sẽ 
xảy ra trên bề mặt điện cực, dòng điện tử di chuyển tới điện cực làm việc hoặc 
ngược lại. Hướng di chuyển của các điện tử phụ thuộc vào bản chất của chất phân 
tích và được kiểm soát bởi điện thế áp đặt vào hệ. Phương pháp đo dòng được 
thực hiện trên hệ điện hoá được thiết lập gồm hai hay ba điện cực. Hệ ba điện cực 
gồm có: điện cực phụ trợ thường là điện cực trơ như Au hay Pt, điện cực so sánh 
có thế cố định thường là điện cực Ag/AgCl hay calomen (SCE), trong một số 
trường hợp cần sử dụng điện cực giả so sánh và điện cực làm việc. Điện thế được 
áp lên điện cực làm việc và điện phụ trợ, người ta sẽ đo dòng chạy qua bình điện 
hóa. Khi điện thế đạt đến một giá trị nào đó (thường là điện thế oxi hoá), thì hiện 
tượng oxi hoá xuất hiện và các electron được sinh ra. Dòng điện thu được sẽ tỉ lệ 
với nồng độ của các phân tử bị oxi hoá [98]. 
2.3.5. Phương pháp von-ampe xung vi phân 
Các kỹ thuật von-ampe áp xung được sử dụng nhằm hạ thấp giới hạn phát 
hiện nhờ tăng tỷ lệ dòng faraday so với dòng phi faraday. Nhờ các kỹ thuật áp thế 
dạng xung, các thiết bị hiện đại ngày nay có thể hạ thấp giới hạn phát hiện của 
phương pháp von-ampe đến 10-8 M. Kỹ thuật von-ampe xung vi phân (DPV) là 
kỹ thuật hiện đại thuộc nhóm các phương pháp kiểm soát điện thế và đo dòng 
faraday. Bằng kỹ thuật này, dòng faraday sinh ra do quá trình oxi hóa khử các 
chất điện hoạt được đo chính xác và tách khỏi dòng phi faraday sinh ra do lớp 
điện kép giữa bề mặt điện cực và dung dịch (còn gọi là dòng tụ điện). Trong 
phương pháp von-ampe xung vi phân, điện cực làm việc được áp thế một chiều 
biến thiên theo thời gian với tốc độ chậm (1–2 mV/s), các xung 10 –100 mV được 
đặt vào trong quá trình áp thế. Dòng điện được đo tại hai thời điểm ngay trước khi 
áp xung (t1) và ngay trước khi hết xung (t2). Hiệu của cường độ dòng tại hai thời 
41 
điểm là i = it2 – it1 được biểu diễn theo biến thiên điện thế thu được đồ thị DPV 
dạng píc tín hiệu. Chiều cao píc tín hiệu trên đồ thị DPV tỷ lệ trực tiếp nồng độ 
chất điện hoạt trong dung dịch đo [98]. 
Các thông số cần đặt khi thực hiện phép đo DPV gồm khoảng quét thế, bước 
thế (step potential), cường độ xung (modulation amplitude), thời gian áp xung 
(modulation time) và chu kỳ áp xung (interval time). 
2.3.6. Phương pháp xác định các thông số đặc trưng của điện cực 
Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) được xác định bằng 
phương pháp sử dụng đường chuẩn tại khoảng nồng độ thấp [99]. Chuẩn bị mẫu 
có nồng độ chất cần nhận biết cao gấp 1–5 lần LOD ước lượng và đo lặp lại k lần 
để xác định cường độ tín hiệu trung bình ILOD và độ lệch chuẩn Sy. Tính giới hạn 
phát hiện là nồng độ chất cần nhận biết thấp nhất mà phương pháp có thể phát 
hiện được theo công thức: 
𝐿𝑂𝐷 =
𝑡𝛼,𝑘−1𝑆𝑦
𝑟
 (2.1) 
Trong đó, r là độ nhạy (độ dốc của đường chuẩn), 𝑡𝛼,𝑘−1 là hệ số tra bảng 
phân phối Student’s với k-1 bậc tự do và 1-α giới hạn tin cậy. Ví dụ, với α = 0,02 
(1-α = 0,98) và thực hiện đo lặp lại 10 lần (k = 10) thì t0,02, 9 = 2,821; Tương tự, 
t0,02, 7 = 2,998 với k = 8. 
Giới hạn định lượng LOQ = 3 LOD. Giới hạn phát hiện của phương pháp 
cũng được ước lượng bằng tỷ lệ giữa cường độ tín hiệu và nhiễu (S/N). Khi đó 
LOD là nồng độ chất điện hoạt tại S/N = 3, và LOQ tại S/N = 10. 
Khoảng tuyến tính được xác định là khoảng nồng độ chất phân tích từ giá trị 
LOQ đến nồng độ cao nhất và đường chuẩn tuyến tính phải có hệ số hồi quy R2 ≥ 
0,9. 
42 
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Tổng hợp và đặc trưng hệ vật liệu trên cơ sở ống nano các bon đa vách 
và PPy dây nano 
Phân tích các ion Pb2+ và Cd2+ sử dụng màng mỏng antimon được nghiên 
cứu bởi Bobrowski và cộng sự [100] cho thấy tiềm năng sử dụng kim loại này 
trong phân tích các chất. Tuy nhiên, độ nhạy và độ bền của điện cực còn thấp, một 
giải pháp là sử dụng màng polyme có nhóm chức có khả năng tương tác với 
antimon. Polyme được lựa chọn là polydopamin (PDA) vì có cấu trúc vòng thơm 
tương tự catechol, phù hợp cho việc tạo liên kết phối trí với antimon [101]. Do 
PDA là chất không dẫn điện nên MWCNTs được đưa vào hệ để khắc phục nhược 
điểm này. Hệ vật liệu được ký hiệu CNTs-PDA-SbNPs. 
Về mặt độ nhạy của điện cực đã được giải quyết, nhưng MWCNTs khi 
được phủ lên bề mặt sẽ kém tương tác với bề mặt điện cực, dẫn đến làm giảm độ 
bền của điện cực. Do vậy, việc tổng hợp một lớp polypyrol dây nano lên bề mặt 
điện cực trước khi đưa MWCNTs lên sẽ tăng độ bám dính giữa vật liệu điện cực 
ban đầu với các lớp biến tính, tăng cường độ bền của vật liệu. 
3.1.1. Hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs 
3.1.1.1. Kết quả tổng hợp và đặc trưng vật liệu 
Đối với hệ này, lớp MWCNTs ban đầu được phủ lên bề mặt điện cực GCE 
sử dụng phương pháp nhỏ giọt thông thường (drop-casting). Sau khi khô, sẽ hình 
thành một lớp mỏng ống MWCNTs bám lên bề mặt GCE. Như vậy, tương tác 
giữa MWCNTs với bề mặt GCE chủ yếu là tương tác vật lý. Sự có mặt của chất 
hoạt động bề mặt SDS chủ yếu nhằm phân tán tốt hơn các ống nano cacbon trong 
môi trường nước, không có tác động gì đến tương tác giữa MWCNTs và bề mặt 
GCE. Đối với giai đoạn trùng hợp polydopamin (PDA) bằng phương pháp điện 
hóa lên bề mặt điện cực, màng PDA sẽ phát triển theo xu hướng bao quanh bề mặt 
ống nano cacbon. Tương tác giữa PDA và MWCNTs cũng đã được một số tác giả 
khẳng định [102, 103] trong các nghiên cứu trước đây. Như vậy, khi được điện 
43 
kết tủa lên bề mặt hệ vật liệu, antimon kim loại sẽ bám lên bề mặt PDA là chủ yếu 
vì PDA có các nhóm chức phân cực, dễ dàng tương tác với antimon. Hệ vật liệu 
khi có các hạt antimon được ký hiệu CNTs-PDA-SbNPs, trong đó ký hiệu SbNPs 
tương ứng với khái niệm hạt nano antimon. 
Hình 3.1 là ảnh SEM vật liệu CNTs-PDA-SbNPs và của hạt antimon trên 
điện cực ITO. 
Hình 3.1. Ảnh SEM của các hệ vật liệu (a)CNTs-PDA-SbNPs trên điện cực 
GCE; (b) hạt Sb trên điện cực ITO 
Kết quả ảnh SEM cho thấy vật liệu CNTs-PDA-SbNPs (Hình 3.1.a) có cấu 
trúc dạng sợi. Đây chính là các ống MWCNTs được bao quanh bởi màng PDA. 
Kích thước của các sợi này cỡ 60  80 nm, lớn hơn kích thước của MWCNTs ban 
đầu (20 40 nm). Trên bề mặt các sợi, có các đốm hình tròn nhỏ có kích thước 
khoảng 10 – 15 nm. Đây chính là các hạt antimon kim loại được điện phân lên bề 
mặt màng composit CNTs-PDA. Ở trường hợp điện cực chỉ phủ hạt Sb (Hình 
3.1b), quan sát thấy sự hình thành các hạt Sb có dạng cầu nhưng kích thước thay 
đổi trong khoảng rộng. Như vậy, MWCNTs có bề mặt riêng lớn, được bao quanh 
bởi PDA sẽ tạo điều kiện cho các hạt nano Sb bám vào và hình thành với kích 
thước nhỏ, khá đồng đều (cỡ 10 nm). Điều này được lý giải dựa vào phân tích cấu 
trúc và khả năng tương tác của màng PDA với các ion kim loại chuyển tiếp. Đối 
với điện cực phủ CNTs-PDA, có thể coi màng PDA trên MWCNTs là một lớp 
nền linh động, chứa các nhóm −NH và đặc biệt là các nhóm −OH của 
SbNPs (a) (b) 
44 
polydopamin. Các nhóm chức này có cặp electron không chia, có khả năng tương 
tác với các ion kim loại thông qua liên kết phối trí [104]. Cùng với điện tích âm 
của nhóm SO42− của chất hoạt động bề mặt SDS có khả năng tương tác tĩnh điện 
với ion antimon Sb3+, dẫn tới các ion Sb3+ được cố định trên bề mặt điện cực ở 
khoảng cách nhất định. Nhờ đó, sự trao đổi electron giữa bề mặt điện cực và ion 
Sb3+ dễ dàng hơn, thuận lợi cho quá trình điện kết tủa kim loại tạo thành các hạt 
SbNPs lên bề mặt điện cực (Hình 3.2). 
Hình 3.2. Tương tác giữa các nhóm –OH của PDA và Sb3+ và sự tạo thành hạt 
SbNPs trên màng PDA 
Sự có mặt của các hạt nano Sb trong vật liệu CNTs-PDA/SbNPs được 
khẳng định thông qua kết quả EDS của hệ vật liệu (Hình 3.3). 
Hình 3.3. Kết quả EDS của vật liệu CNTs-PDA- SbNPs 
Nguyên tố % nguyên tử 
C 77.50 
O 9.27 
Si 5.85 
Ca 0.93 
In 6.43 
Sb 0.02 
Tổng 100 
45 
Hàm lượng Sb nhỏ, chỉ chiếm 0,02% nguyên tử, điều này là do tỉ lệ của 
nguyên tử C rất lớn có trong MWCNTs. 
Tính chất điện hóa của hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs phủ trên điện cực 
GCE được khảo sát bằng kỹ thuật von-ampe vòng so sánh với điện cực 
GCE/SbNPs (Hình 3.4). Kết quả cho thấy, màng vật liệu CNTs-PDA-SbNPs làm 
thay đổi hiệu thế của cặp pic oxy hóa khử một chút ( E = 0,141 V) so với điện 
cực có phủ hạt antimon ( E = 0,145 V), tuy nhiên cường độ đỉnh của các pic hơi 
tăng so với điện cực GCE khoảng 15 A. Như vậy, dù PDA không dẫn điện nhưng 
sự có mặt của MWCNTs đã khắc phục được nhược điểm này, do vậy làm thay đổi 
đáng kể độ hoạt động điện hóa của điện cực. 
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6
-100
-50
0
50
100
I 
(
A
)
E (V)
 GCE/SbNPs
 GCE/CNTs-PDA-SbNPs
Hình 3.4. Đường CV của điện cực GCE/CNTs-PDA-SbNPs và GCE/SbNPs 
trong dung dịch K3[Fe(CN)6] 5 mM, tốc độ quét 50 mV/s. 
Để đánh giá khả năng ứng dụng của hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs trong 
chế tạo cảm biến nhận biết ion kim loại nặng, chúng tôi tiến hành các phân tích 
điện hóa sử dụng hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs như mô tả trong mục 2.2.8. 
Hình 3.5 và Hình 3.6 biểu diễn kết quả phân tích bằng kỹ thuật DPASV và 
đường chuẩn xác định nồng độ các ion cần phân tích (Pb2+ và Cd2+) được xây 
dựng ở điều kiện tối ưu (các điều kiện này sẽ được khảo sát trong các mục tiếp 
46 
theo). Các kết quả phân tích các ion kim loại này cũng được tiến hành tương tự 
trên hệ điện cực GCE/Sb để đối chiếu. 
Có thể quan sát được các tín hiệu không bị ảnh hưởng bởi vật liệu (vị trí 
của tín hiệu không bị dịch chuyển và được tách biệt rõ ràng với các tín hiệu khác 
(Hình 3.5 a, c; Hình 3.6 a,c). Đồng thời, kết quả cho thấy sự phụ thuộc tuyến tính 
của tín hiệu đáp ứng vào nồng độ của ion Pb2+ (Hình 3.5b) và nồng độ Cd2+ (Hình 
3.6b). Mối liên hệ này được thể hiện thông qua phương trình phụ thuộc I = 0,04844 
 C Pb2+ – 1,934 với hệ số tương quan R2 = 0,9965 đối với nhận biết ion Pb2+ và I 
= 0,0482 C Cd2+ – 0,6109 với hệ số tương quan R2 = 0,9957 đối với nhận biết ion 
Cd2+ sử dụng hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs. 
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
5
10
15
20
25
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
 32
 51
 79
 106
 130
 160
 197
 236
 276
 316
 351
 383
 412
C
Pb
2+ g/L
(a)
0 100 200 300 400
0
5
10
15
20
(b)
y = 0,04844x - 1,934
R2 = 0,9965 
I 
(
A
)
C (g/L)
Equation y = a + b*x
Plot I
Weight No Weighting
Intercept -1.93383 ± 0.21119
Slope 0.04844 ± 8.64648E-4
Residual Sum of Squares 1.65369
Pearson's r 0.99825
R-Square (COD) 0.99651
Adj. R-Square 0.99619
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
0
3
6
9
12
15
 24
 48
 83
 130
 187
 248
 310 I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
C
Pb
2+ g/L
(c)
50 100 150 200 250 300 350
0
3
6
9
12
y = 0,04665 x - 1,8204
R2 = 0,9940 
I 
(
A
)
C (g/L)
(d)
Equation y = a + b*x
Plot I
Weight Instrumental (=1/ei^2)
Intercept -1.73361 ± 0.09629
Slope 0.04541 ± 0.00176
Residual Sum of Squares 9.42136
Pearson's r 0.99701
R-Square (COD) 0.99403
Adj. R-Square 0.99254
Hình 3.5. Tín hiệu DPASV và đường chuẩn xác định ion Pb2+của các điện cực: 
(a,b) GCE/CNTs-PDA-SbNPs và (c,d) GCE/SbNPs 
47 
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
0
5
10
15
20
25
 20
 60
 81
 107
 144
 186
 249
 374
 435
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
C
Cd
2+ g/L
(a)
0 100 200 300 400 500
0
5
10
15
20
(b)
y = 0,0482x - 0,6109
R2 = 0,9957
I 
(
A
)
C (g/L)
Equation y = a + b*x
Plot I
Weight No Weighting
Intercept -0.61091 ± 0.27193
Slope 0.04822 ± 0.00119
Residual Sum of Squares 1.62943
Pearson's r 0.99787
R-Square (COD) 0.99574
Adj. R-Square 0.99513
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
6
8
10
12
14
(d)
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
 48
 91
 138
 187
 237
C
Cd
2+ g/L
50 100 150 200 250
0
2
4
6
8
(d)
y = 0,03556x - 0,711
R2 = 0,9978
I 
(
A
)
C (g/L)
Equation y = a + b*x
Plot I
Weight No Weighting
Intercept -0.711 ± 0.14815
Slope 0.03556 ± 9.54243E-4
Residual Sum of Squares 0.06145
Pearson's r 0.99892
R-Square (COD) 0.99784
Adj. R-Square 0.99713
Hình 3.6. Tín hiệu DPASV và đường chuẩn xác định ion Cd2+của các điện cực: 
(a,b) GCE/CNTs-PDA-SbNPs và (c,d) GCE/SbNPs 
Như vậy, khi có mặt lớp PDA, khoảng tuyến tính của tín hiệu phân tích theo 
nồng độ các chất cần phân tích được mở rộng hơn, độ dốc của đường chuẩn lớn 
hơn, đặc biệt đối với nhận biết ion Cd2+, điều này đồng nghĩa với độ nhạy tăng. 
Ngoài ra, đối với vật liệu không có PDA, tín hiệu bị lệch chân nền, không thuận 
lợi cho việc ứng dụng chế tạo cảm biến nhận biết ion kim loại. Điều này có thể 
được giải thích như sau: Đối với hệ điện cực chỉ có antimon, sau mỗi lần phân 
tích theo phương pháp DPASV, ngoài sự hòa tan các kim loại cần phân tích, có 
một phần antimon nhỏ cũng bị oxy hóa thành các ion. Các ion Sb3+ không tương 
tác với bề mặt điện cực GCE nên sẽ khuếch tán một phần vào trong dung dịch. 
Lượng Sb3+ trên bề mặt điện cực giảm sẽ làm giảm độ tái lặp của điện cực. Sự có 
mặt của các nhóm OH trong PDA sẽ tương tác với các ion Sb3+ có thể khắc phục 
48 
nhược điểm này. Bên cạnh đó, các nhóm chức catechol OH và NH của PDA cũng 
có khả năng phối trí với ion cần phân tích (Pb2+ và Cd2+) tạo thành các hợp chất 
phức. Cùng với diện tích bề mặt riêng rất lớn của MWCNTs, sự hấp phụ các ion 
Pb2+ (hoặc Cd2+) lên bề mặt điện cực [105] thuận lợi hơn. Các yếu tố này có thể 
tăng hiệu quả của giai đoạn điện phân làm giàu chì (cadimi) trên bề mặt điện cực, 
theo đó có thể làm tăng độ nhạy của cảm biến. Tuy nhiên, PDA là một polyme 
không dẫn điện [106] do đó sự có mặt của màng PDA sẽ làm giảm độ dẫn điện 
của điện cực. Do vậy, chiều dày của lớp PDA ảnh hưởng rất lớn đến sự làm việc 
của cảm biến điện hóa. Vấn đề đặt ra là cần tạo lớp PDA có chiều dày phù hợp, 
hạn ảnh hưởng đến độ nhạy và giới hạn làm việc của cảm biến. Một số nghiên 
cứu trước đây đã khẳng định rằng nếu PDA trên bề mặt MWCNTs rất mỏng thì ít 
ảnh hưởng đến độ dẫn điện của MWCNTs [102]. Bằng kỹ thuật điện hóa (ví dụ 
CA), có thể khống chế một cách dễ dàng độ dày này qua việc điều khiển các thông 
số như thời gian điện phân, nồng độ monome DA hoặc pH môi trường. 
3.1.1.2. Khảo sát nồng độ monome DA và thời gian trùng hợp màng PDA 
Nồng độ monome DA và thời gian trùng hợp màng PDA (tPDA) là hai yếu tố 
quyết định chiều dày màng PDA trên bề mặt MWCNTs. Hai thông số này có mối 
quan hệ tương hỗ, nghĩa là nếu nồng độ DA lớn thì thời gian điện phân DA cần 
ngắn và ngược lại. 
Ảnh hưởng của nồng độ DA đến độ nhạy (xác định thông qua hệ số góc của 
đường chuẩn) và khoảng tuyến tính khi phân tích ion Pb2+ được trình bày trong 
Hình 3.7. 
49 
100 200 300 400
0
5
10
15
20
 5 mM
 10 mM
 15 mM
I 
(
A
)
C (g/L)
[DA] Pb2+
(a)
0 100 200 300 400 500
0
5
10
15
20
(b)
 5 mM
 10 mM
 15 mM
I 
(
A
)
C (g/L)
[DA] Cd
2+
Hình 3.7. Đường chuẩn xác định (a) nồng độ Pb2+ và (b) nồng độ Cd2+ tương 
ứng với hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs được chế tạo ở điều kiện nồng độ 
monome dopamin khác nhau 5 mM, 10 mM và 15 mM. 
Có thể thấy, với nồng độ DA = 15 mM, khoảng tuyến tính hẹp, giá trị giới 
hạn đo cao hơn các trường hợp khác. Ở nồng độ Pb2+ nhỏ, độ dốc có xu hướng 
giảm (nghĩa là độ nhạy giảm). Trong khi đó, với các nồng độ DA nhỏ hơn, khoảng 
tuyến tính được mở rộng mà không làm giảm độ nhạy. Điều này được giải thích 
như sau: khi nồng độ dopamine lớn, tốc độ trùng hợp PDA tăng dẫn đến chiều 
dày của màng PDA lớn. Như đã nêu ở trên, PDA là polyme không dẫn điện, làm 
giảm tốc độ vận chuyển điện tích (electron) trong hệ vật liệu, dẫn đến làm giảm 
tốc độ phản ứng điện hóa, đồng nghĩa với sự giảm hiệu quả của giai đoạn điện 
phân làm giàu Pb trên bề mặt điện cực. Nhất là khi nồng độ Pb2+ đạt đến giá trị 
nhất định, thì lượng Pb được điện phân lên bề mặt điện cực sẽ gần như không thay 
đổi. Tín hiệu phân tích lúc này hầu như không thay đổi khi tăng nồng độ ion Pb2+. 
Ở nồng độ DA nhỏ (5 mM), màng PDA có thể không đủ để che phủ hết bề 
mặt MWCNTs. Điều này dẫn đến tín hiệu phân tích bị lệch chân so như quan sát 
thấy trong Hình 3.8a. 
50 
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
5
10
15
20
25
30
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
 106
 130
 160
 197
 237
 276
 316
 351
[DA] = 5 mM
Pb (g/L)
(a)
(a)
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
5
10
15
20
25
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
 32,9
 51,2
 79,2
 105,6
 130,4
 159,7
 236,6
 276,4
 316,0
 316,0
 351,5
 383,5
 412,5
Pb (ug/L) [DA] = 10 mM (b)
Hình 3.8. Tín hiệu DPASV phát hiện ion Pb2+ của hệ điện cực GCE/CNTs-PDA-
SbNPs tương ứng với (a) [DA] = 5 mM và (b) [DA] = 10 mM 
Với nồng độ DA = 10 mM, ta thấy khoảng tuyến tính là lớn nhất, chân nền 
của tín hiệu phân tích là ổn định (Hình 3.8b), tương ứng với trường hợp độ dày 
của màng PDA là phù hợp nhất. Giá trị nồng độ DA này được chọn sử dụng cho 
các thí nghiệm tiếp theo. 
Các phân tích tương tự đối với sử dụng hệ vật liệu CNTs-PDA-SbNPs cho 
chế tạo cảm biến nhận biết ion Cd2+. Trong đó, nồng độ DA = 10 mM cũng cho 
khoảng tuyến tính và độ nhạy trong nhận biết ion Cd2+ là tốt nhất (Hình 3.7b và 
Hình 3.9). 
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
5
10
15
20
25
[DA] = 5 mM
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
 33
 55
 76
 99
 130
 165
 203
 241
 285
 323
 381
 438
[Cd
2+
]:
g/L
(a)
-1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0
0
5
10
15
20
25
I 
(
A
)
E (V vs. SCE)
 20
 60
 80
 107
 144
 185
 249
 374
 434
[Cd
2+
]: g/L
[DA] = 10 mM
(b)
Hình 3.9. Tín hiệu DPASV phát hiện ion Cd2+ của hệ điện cực GCE/CNTs-PDA-
SbNPs tương ứng với (a) [DA] = 5 mM và (b) [DA] = 10 mM 
51 
Giá trị độ nhạy và khoảng tuyến tính ứng với các nồng độ DA khác nhau 
được tập hợp trong Bảng 3.1. 
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ DA và thời gian điện phân PDA đến tín hiệu 
phân tích Pb2+ 
Trùng hợp điện hóa màng polydopamin 
Điều kiện phân tích Pb2+: phương pháp DPASV 
pH 4,5 (ABS), thế điện phân Pb2+: - 1,2 V; thời gian điện phân Pb2+: 180 s 
Nồng độ 
DA(a) 
(mM) 
Độ nhạy 
A/(g L-1) 
Khoảng 
tuyến 
tính 
(g.L-1) 
Hệ số 
tương 
quan R2 
Thời gian 
điện phân 
DA (b) (s) 
Độ nhạy 
A/(g.L-1) 
Khoảng 
tuyến 
tính 
(g.L-1) 
Hệ số 
tương 
quan R2 
5 0,0502 106-350 0,9915 300 0,0386 51 – 276 
0,9971 
10 0,0484 33 - 412 
0,9965 350 0,0484 33 – 412 0,9928 
15 0,0624 106 -197 0,9976 400 0,0421 51 – 276 
0,9983 
 450 0,0622 51 – 276 0,9952 
(a) thời gian điện phân DA = 350 s; (b) nồng độ DA = 10 mM; 
Ảnh hưởng của thời gian điện phân trong quá trình tổng hợp PDA đến 
khoảng tuyến tính và độ nhạy khi sử dụng điện cực để xác định nồng độ ion Pb2+ 
được biểu diễn trên Hình 3.10 và được liệt kê trong Bảng 3.1 (xem ở trên) . 
100 200 300 400
0
5
10
15
20