Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite trên cơ sở hợp chất khung cơ kim và ống nano carbon cho sensor điện hóa phân tích Bisphenol A và Paracetamol

Nguyễn Ngọc Tiến là nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực xử lý ngôn ngữ tự nhiên. Ông thực hiện nghiên cứu về ứng dụng machine learning trong phân tích hiệu suất.

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

137

Thời gian đọc

21 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Tổng quan vật liệu composite cho sensor điện hóa mới
Số trang:
137 trang
Trường:
Học viện Khoa học và Công nghệ
Chuyên ngành:
Hóa lý thuyết và hóa lý
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Tổng quan vật liệu composite cho sensor điện hóa mới

Cảm biến điện hóa đóng vai trò then chốt trong phân tích hóa học hiện đại. Thiết bị này giúp phát hiện nhanh các chất ô nhiễm. Độ nhạy và độ chọn lọc phụ thuộc lớn vào vật liệu bề mặt. Vật liệu composite kết hợp khung kim loại hữu cơ và ống nano carbon mang lại hiệu quả vượt trội. Cấu trúc này mở rộng diện tích tiếp xúc điện cực. Tốc độ truyền electron trong phản ứng oxy hóa khử tăng cao. Cảm biến điện hóa phát hiện chính xác các hợp chất phenolic độc hại. Bisphenol A và paracetamol là hai đối tượng phân tích trọng tâm. Việc phát triển vật liệu composite cho sensor điện hóa đáp ứng yêu cầu kiểm soát môi trường. Công nghệ này tạo bước đột phá cho thiết bị phân tích y sinh.

1.1. Bản chất và cấu trúc của vật liệu nanocomposite

Vật liệu nanocomposite là sự kết hợp giữa các pha có kích thước nanomet. Cấu trúc lai tạo này tạo ra hiệu ứng cộng hưởng mạnh mẽ. Khung kim loại hữu cơ MOF sở hữu diện tích bề mặt riêng rất lớn. Cấu trúc lỗ xốp đa dạng giúp giữ chặt các phân tử phân tích. Ngược lại, ống nano carbon CNT có độ dẫn điện tuyệt vời. Khi kết hợp cùng graphene oxide hoặc CNT, vật liệu khắc phục hoàn toàn nhược điểm dẫn điện kém của MOF thuần túy. Bề mặt vật liệu nanocomposite chứa nhiều tâm hoạt tính xúc tác. Các liên kết hóa học bền vững hình thành giữa mạng khung kim loại và ống nano. Cấu trúc nano xốp này thúc đẩy quá trình khuếch tán ion trong dung dịch điện ly. Phản ứng điện hóa trên bề mặt diễn ra nhanh hơn và ổn định hơn.

1.2. Vai trò vật liệu trong chế tạo cảm biến điện hóa

Chế tạo cảm biến điện hóa đòi hỏi vật liệu có khả năng nhận biết phân tử nhạy bén. Vật liệu đóng vai trò làm chất chuyển đổi tín hiệu hóa học thành tín hiệu điện. Khả năng hấp phụ chọn lọc giúp tăng giới hạn phát hiện chất phân tích. Các hợp chất phenolic như Bisphenol A thường có thế oxy hóa tương đối cao. Lớp phủ composite làm giảm thế quá áp của phản ứng oxy hóa khử. Cường độ dòng điện đỉnh pic tăng lên rõ rệt. Tín hiệu đo trở nên rõ ràng và ít bị nhiễu nền. Cảm biến điện hóa sử dụng vật liệu tiên tiến đạt độ lặp lại cao. Tuổi thọ hoạt động của thiết bị phân tích cũng kéo dài hơn đáng kể.

II. Phương pháp tổng hợp vật liệu composite sensor nano

Tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa đòi hỏi quy trình kiểm soát nghiêm ngặt. Cấu trúc tinh thể và kích thước hạt quyết định trực tiếp hiệu năng cảm biến. Các kỹ thuật hóa học hiện đại cho phép phân tán đồng đều các hạt nano trên nền dẫn điện. Quá trình tổng hợp tối ưu hóa nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ tiền chất. Sự tương tác giữa tâm kim loại và phối tử hữu cơ tạo nên khung mạng bền vững. Cấu trúc composite thu được sở hữu độ xốp cao và độ dẫn điện tốt. Quy trình chế tạo đảm bảo tính tái lặp và hiệu suất thu hồi cao.

2.1. Kỹ thuật thủy nhiệt và phương pháp sol gel

Phương pháp thủy nhiệt là kỹ thuật phổ biến để tổng hợp vật liệu dạng tinh thể. Quá trình diễn ra trong bình phản ứng kín ở nhiệt độ và áp suất cao. Phương pháp này tạo ra các hạt nano kim loại hữu cơ M-BTC có độ tinh khiết vượt trội. Tinh thể hình thành có hình thái đồng nhất và diện tích bề mặt lớn. Bên cạnh đó, phương pháp sol-gel cũng mang lại nhiều ưu thế nổi bật. Kỹ thuật sol-gel cho phép kiểm soát tốt sự đồng nhất ở cấp độ phân tử. Quá trình chuyển pha từ dung dịch sol sang mạng lưới gel tạo ra cấu trúc xốp lý tưởng. Cả phương pháp thủy nhiệt và phương pháp sol-gel đều hỗ trợ gắn kết hiệu quả các hạt nano lên ống carbon.

2.2. Kỹ thuật trùng hợp in situ và lắng đọng điện hóa

Kỹ thuật trùng hợp in-situ cho phép hình thành vật liệu composite trực tiếp trong một hệ phản ứng duy nhất. Các tiền chất MOF kết tinh ngay trên bề mặt ống nano carbon đã chức năng hóa. Liên kết giữa hai pha trở nên vô cùng chặt chẽ. Ngoài ra, phương pháp lắng đọng điện hóa là giải pháp tạo màng trực tiếp lên bề mặt cảm biến. Quá trình lắng đọng điện hóa diễn ra nhanh chóng dưới sự điều khiển của thế điện cực hoặc dòng điện. Phương pháp này hoàn toàn không sử dụng chất kết dính cách điện. Màng vật liệu bám dính chắc chắn trên bề mặt dẫn. Độ dày của lớp phủ được kiểm soát chính xác qua thời gian điện phân.

III. Biến tính bề mặt điện cực bằng vật liệu composite

Biến tính bề mặt điện cực là bước then chốt trong chế tạo cảm biến điện hóa hiện đại. Điện cực trần thường có độ nhạy thấp và dễ bị nhiễm bẩn bề mặt. Việc phủ lớp vật liệu composite giúp cải thiện đáng kể diện tích hoạt động điện hóa. Tốc độ chuyển điện tích giữa dung dịch và bề mặt cảm biến tăng nhanh. Các kỹ thuật biến tính thông dụng bao gồm quét nhỏ giọt, quét quay và phủ màng điện hóa. Lớp biến tính hoạt động như một lớp xúc tác trung gian. Bề mặt biến tính thu hút chọn lọc các phân tử mục tiêu thông qua tương tác tĩnh điện và liên kết pi-pi. Điều này làm tăng độ nhạy phân tích vượt bậc.

3.1. Ứng dụng trên điện cực than thủy tinh GCE

Điện cực than thủy tinh GCE là nền điện cực chuẩn trong các nghiên cứu điện hóa cơ bản. Nền GCE có cửa sổ thế rộng và độ bền hóa học cao. Biến tính bề mặt điện cực than thủy tinh GCE bằng vật liệu composite MOF/CNT mang lại hiệu quả vượt bậc. Quá trình đánh bóng và làm sạch GCE được thực hiện cẩn thận trước khi phủ màng. Huyền phù composite được nhỏ giọt lên bề mặt GCE và làm khô có kiểm soát. Màng mỏng hình thành đồng đều, không bị nứt vỡ. Điện cực than thủy tinh GCE sau biến tính cho tín hiệu dòng oxy hóa tăng gấp nhiều lần so với điện cực chưa biến tính. Độ lặp lại của phép đo đạt mức tối ưu.

3.2. Ứng dụng chế tạo trên điện cực in lưới SPE

Điện cực in lưới SPE là giải pháp hoàn hảo cho các thiết bị phân tích hiện trường cầm tay. Cấu trúc SPE tích hợp cả điện cực làm việc, điện cực đối và điện cực so sánh trên một đế nhỏ gọn. Việc biến tính bề mặt điện cực in lưới SPE bằng vật liệu nanocomposite mở ra khả năng thương mại hóa cảm biến. Quy trình sản xuất SPE có chi phí thấp và phù hợp cho sản xuất hàng loạt. Cảm biến sử dụng điện cực in lưới SPE chỉ cần thể tích mẫu rất nhỏ, từ vài micro lít. Thiết bị cho kết quả đo nhanh chóng tại chỗ mà không cần chuẩn bị mẫu phức tạp. Độ chính xác tương đương các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm.

IV. Ứng dụng vật liệu composite cho sensor điện hóa học

Vật liệu composite cho sensor điện hóa chứng minh hiệu quả vượt trội trong phát hiện các hợp chất phenolic. Ô nhiễm phenolic gây nguy cơ nghiêm trọng đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các phương pháp phân tích truyền thống như sắc ký khí hay sắc ký lỏng đòi hỏi thiết bị đắt tiền. Cảm biến điện hóa mang lại giải pháp thay thế kinh tế, nhanh gọn và nhạy bén. Nhờ diện tích bề mặt lớn của MOF và tính dẫn điện của CNT, cảm biến đạt giới hạn phát hiện cực thấp. Phép đo von-ampe hòa tan và von-ampe xung vi phân cho tín hiệu phân tích sắc nét. Thiết bị đáp ứng tốt yêu cầu phân tích mẫu thực tế.

4.1. Phân tích định lượng Bisphenol A trong mẫu môi trường

Bisphenol A là chất gây rối loạn nội tiết phổ biến trong đồ nhựa và nước thải công nghiệp. Phân tích BPA ở nồng độ vết đòi hỏi cảm biến có độ nhạy rất cao. Cảm biến điện hóa biến tính composite thể hiện phản ứng oxy hóa không thuận nghịch của BPA tại thế phù hợp. Cường độ dòng đỉnh tỷ lệ tuyến tính với nồng độ Bisphenol A trong khoảng rộng. Giới hạn phát hiện đạt mức nanomol trên lít. Cảm biến loại trừ tốt ảnh hưởng của các ion kim loại và hợp chất hữu cơ đồng hiện diện. Thử nghiệm trên mẫu nước sông và nước đóng chai cho độ thu hồi cao từ 95% đến 105%. Kết quả phân tích có độ tin cậy tương đương phương pháp HPLC.

4.2. Phân tích định lượng Paracetamol trong dược phẩm

Paracetamol là thuốc giảm đau và hạ sốt được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu. Việc dùng quá liều paracetamol có thể dẫn đến suy gan và hoại tử tế bào gan. Cảm biến điện hóa cung cấp phương pháp kiểm soát chất lượng dược phẩm nhanh chóng. Vật liệu composite xúc tác mạnh mẽ cho phản ứng oxy hóa điện hóa của paracetamol. Tín hiệu dòng điện tăng mạnh và thế pic chuyển dịch về vùng thế thấp hơn. Cảm biến phân biệt rõ rệt pic của paracetamol ngay cả khi có mặt chất gây nhiễu như axit ascorbic hay dopamine. Phân tích trên viên nén thương mại cho kết quả chính xác và nhanh chóng. Thời gian phân tích chỉ mất vài phút cho mỗi mẫu.

V. Tiềm năng phát triển vật liệu composite cho sensor

Nghiên cứu vật liệu composite cho sensor điện hóa mở ra hướng phát triển đầy tiềm năng. Sự kết hợp đa dạng giữa các loại vật liệu nano tạo ra nhiều tính năng ưu việt mới. Cảm biến điện hóa thế hệ mới hướng tới kích thước siêu nhỏ và khả năng kết nối không dây. Việc tối ưu hóa cấu trúc bề mặt giúp cảm biến hoạt động ổn định trong các môi trường khắc nghiệt. Các nghiên cứu tiếp tục tập trung vào nâng cao độ bền cơ học và tuổi thọ bảo quản. Công nghệ này hứa hẹn ứng dụng rộng rãi trong giám sát chất lượng nước, chẩn đoán y tế và an toàn thực phẩm. Tương lai của cảm biến thông minh phụ thuộc lớn vào sự đột phá của vật liệu nano.

5.1. Nâng cao độ bền và khả năng chống bẩn bề mặt

Hiện tượng bẩn bề mặt điện cực là thách thức lớn đối với cảm biến điện hóa. Các sản phẩm phụ sau phản ứng trùng hợp của hợp chất phenolic thường bám dính lên bề mặt làm việc. Hiện tượng này làm suy giảm tín hiệu dòng điện sau nhiều chu kỳ đo. Tích hợp graphene oxide và các hạt nano kim loại giúp cải thiện khả năng tự làm sạch bề mặt. Cấu trúc nanocomposite kháng bám dính sinh học hiệu quả. Bề mặt điện cực duy trì hoạt tính xúc tác ổn định sau hàng trăm lần quét thế liên tục. Độ lệch chuẩn tương đối giữa các lần đo duy trì ở mức dưới 5%. Điều này đảm bảo độ tin cậy lâu dài cho các thiết bị đo tự động liên tục.

5.2. Mở rộng phát hiện đa chất trên cùng cảm biến điện hóa

Xu hướng phân tích hiện đại đòi hỏi khả năng định lượng đồng thời nhiều chất trong một phép đo duy nhất. Vật liệu composite cho phép tách biệt rõ ràng các pic oxy hóa của các chất có cấu trúc tương đồng. Cảm biến điện hóa có thể phân tích đồng thời Bisphenol A, paracetamol và các dẫn xuất phenol khác. Các đỉnh thế phản ứng không bị chồng lấn nhờ tính chọn lọc xúc tác của khung mạng kim loại. Công nghệ chế tạo điện cực in lưới SPE đa kênh hỗ trợ phân tích đa chỉ tiêu nhanh chóng. Dữ liệu thu được có thể tích hợp trực tiếp vào điện thoại thông minh qua chip xử lý mini. Đây là bước tiến quan trọng đưa cảm biến nano vào đời sống thực tế.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU
Lý do lựa chọn đề tài
Mục tiêu nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Những đóng góp mới của luận án
1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về các hợp chất phenolic
1.1.1. Các hợp chất phenolic và hiện trạng ô nhiễm
1.1.2. Giới thiệu về Bisphenol A (BPA)
1.1.3. Giới thiệu về Paracetamol
1.2. Tổng quan về vật liệu khung kim loại hữu cơ
1.2.1. Tổng quan vật liệu
1.2.2. Đặc trưng, tính chất của vật liệu MOF
1.2.3. Phương pháp tổng hợp vật liệu MOF
1.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp MOF
1.2.5. Ứng dụng của vật liệu MOF
1.3. Tổng quan về vật liệu ống nano carbon (CNT)
1.3.1. Vật liệu nano carbon
1.3.2. Cấu trúc của CNT
1.3.3. Đặc tính hấp phụ các hợp chất hữu cơ trên vật liệu CNT
1.4. Cảm biến điện hóa và ứng dụng
1.4.1. Cảm biến điện hóa
1.4.2. Vật liệu điện cực trong cảm biến điện hóa
1.4.3. Ứng dụng cảm biến điện hóa trong phân tích các hợp chất phenolic
2. CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM
2.1. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất
2.1.1. Thiết bị, dụng cụ
2.2. Các phương pháp tổng hợp vật liệu
2.2.1. Tổng hợp vật liệu M-BTC (M là Cu, Zr, Ni hoặc Fe)
2.2.2. Tổng hợp vật liệu MOF hai kim loại (M,M’-BTC)
2.2.3. Tổng hợp vật liệu composite M,M’-BTC/CNT
2.2.4. Tổng hợp điện hóa màng Cu-BTC trên nền GCE
2.3. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu
2.3.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét
2.3.2. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X
2.3.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X
2.3.4. Phương pháp phổ hồng ngoại
2.3.5. Phương pháp đo đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitrogen BET
2.3.6. Phương pháp quang điện tử tia X
2.3.7. Phương pháp phổ Raman
2.3.8. Phương pháp phân tích nhiệt
2.4. Các phương pháp biến tính điện cực
2.4.1. Biến tính điện cực GCE bằng phương pháp nhỏ giọt
2.4.2. Biến tính điện cực GCE bằng phương pháp điện hóa
2.5. Các phương pháp điện hóa đánh giá hoạt động của cảm biến
2.5.1. Phương pháp von-ampe vòng
2.5.2. Phương pháp von-ampe xung vi phân
2.5.3. Nghiên cứu tối ưu hóa hoạt động của cảm biến đối với BPA
2.5.4. Đánh giá các thông số hoạt động của cảm biến
2.5.5. Phương pháp đối chứng đánh giá hiệu suất của cảm biến
3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả tổng hợp và ứng dụng của hệ vật liệu Cu,Zr-BTC/CNT
3.1.1. Đặc tính hình thái của vật liệu
3.1.2. Đặc tính cấu trúc và thành phần hóa học của vật liệu
3.1.3. Đường đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N2 của vật liệu
3.1.4. Phân tích nhiệt TG-DTA của vật liệu
3.1.5. Nghiên cứu tính chất điện hóa của vật liệu Cu,Zr-BTC/CNT
3.1.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Zr-BTC/CNT
3.1.7. Tín hiệu điện hóa của BPA trên các điện cực biến tính bởi hệ Cu,Zr-BTC/CNT
3.1.8. Xây dựng đường chuẩn và xác định các thông số hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Zr-BTC/CNT
3.1.9. Đánh giá độ lặp, độ ổn định của điện cực Cu,Zr-BTC/CNT/GCE
3.1.10. Kết quả phân tích mẫu đối chứng
3.2. Kết quả tổng hợp và ứng dụng hệ vật liệu Fe,Ni-BTC/CNT
3.2.1. Đặc tính hình thái của vật liệu
3.2.2. Đặc tính cấu trúc và thành phần hóa học của vật liệu
3.2.3. Đặc trưng điện hóa của vật liệu Fe,Ni-BTC/CNT
3.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến điện cực biến tính Fe,Ni-BTC/CNT/GCE
3.2.5. Tín hiệu điện hóa của BPA trên điện cực biến tính Fe,Ni-BTC/CNT/GCE
3.2.6. Xây dựng đường chuẩn và xác định các thông số hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Fe,Ni-BTC/CNT
3.2.7. Đánh giá độ lặp, độ ổn định của điện cực Fe,Ni-BTC/CNT/GCE
3.2.8. Kết quả phân tích mẫu đối chứng giữa điện cực Fe,Ni-BTC/CNT/GCE và phương pháp HPLC
3.3. Kết quả tổng hợp và ứng dụng của hệ vật liệu Cu,Ni-BTC/CNT
3.3.1. Đặc tính hình thái của vật liệu
3.3.2. Đặc tính cấu trúc và thành phần hóa học của vật liệu
3.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Ni-BTC/CNT
3.3.4. Tín hiệu điện hóa của BPA trên điện cực Cu,Ni-BTC/CNT/GCE
3.3.5. Xây dựng đường chuẩn và xác định các thông số hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Ni-BTC/CNT
3.3.6. Đánh giá độ lặp, độ ổn định của điện cực Cu,Ni-BTC/CNT/GCE
3.3.7. Kết quả phân tích mẫu đối chứng giữa điện cực Cu,Ni-BTC/CNT/GCE và phương pháp HPLC
3.4. Kết quả tổng hợp điện hóa màng Cu-BTC trên điện cực GCE và ứng dụng phân tích PA
3.4.1. Cơ chế quá trình hình thành Cu-BTC trên bề mặt điện cực
3.4.2. Đặc trưng cấu trúc và hình thái của Cu-BTC tổng hợp điện hóa
3.4.3. Đặc trưng tính chất điện hóa màng Cu-BTC
3.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng oxi hóa-khử của PA trên điện cực biến tính
3.4.5. Phân tích PA trên điện cực biến tính
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Nguyễn ngọc tiến

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (137 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN NGỌC TIẾN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE TRÊN CƠ SỞ HỢP CHẤT KHUNG CƠ KIM VÀ ỐNG NANO CARBON ĐỂ CHẾ TẠO SENSOR ĐIỆN HÓA PHÂN TÍCH BISPHENOL A VÀ PARACETAMOL LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT HÀ NỘI - 2025 BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN NGỌC TIẾN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE TRÊN CƠ SỞ HỢP CHẤT KHUNG CƠ KIM VÀ ỐNG NANO CARBON ĐỂ CHẾ TẠO SENSOR ĐIỆN HÓA PHÂN TÍCH BISPHENOL A VÀ PARACETAMOL LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý Mã số: 9 44 01 19 Xác nhận của Học viện Người hướng dẫn 1 Người hướng dẫn 2 Khoa học và Công nghệ (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TS. Vũ Thị Thu PGS. Vũ Thị Thu Hà HÀ NỘI - 2025 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận án: "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite trên cơ sở hợp chất khung cơ kim và ống nano carbon để chế tạo sensor điện hóa phân tích bisphenol A và paracetamol" là công trình nghiên cứu của chính mình dưới sự hướng dẫn khoa học của tập thể hướng dẫn. Luận án sử dụng thông tin trích dẫn từ nhiều nguồn tham khảo khác nhau và các thông tin trích dẫn được ghi rõ nguồn gốc.

Các kết quả nghiên cứu của tôi được công bố chung với các tác giả khác đã được sự nhất trí của đồng tác giả khi đưa vào luận án. Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác ngoài các công trình công bố của tác giả. Luận án được hoàn thành trong thời gian tôi làm nghiên cứu sinh tại Học viện Khoa học và Công nghệ-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hà Nội, ngày tháng năm 2025 Tác giả Nguyễn Ngọc Tiến ii LỜI CẢM ƠN Công trình khoa học này được hoàn thành là sự nỗ lực của bản thân tôi cùng quá trình đào tạo và chỉ bảo của các Thầy, Cô hướng dẫn, không thể thiếu sự hỗ trợ, tạo điều kiện và dành thời gian của đồng nghiệp và gia đình.

Trong suốt thời gian thực hiện luận án, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi đến TS. Vũ Thị Thu, PGS. Vũ Thị Thu Hà lời cảm ơn chân thành nhất, từ tri thức và tâm huyết của mình, quý Cô đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu.

Đồng thời, quý Cô đã luôn đồng hành, hỗ trợ, giúp đỡ tôi về vật chất cũng như tinh thần trong những giai đoạn khó khăn nhất của quá trình làm Nghiên cứu sinh. Tôi xin trân trọng cảm ơn các Cán bộ, Nhân viên Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ dạy nhiệt tình của các Thầy, Cô giáo và Ban Lãnh đạo Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin chân thành cảm ơn các Cán bộ, Giảng viên Khoa Khoa học Vật liệu tiên tiến và Công nghệ nano; các bạn Nghiên cứu sinh, Học viên, Sinh viên Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu và bảo vệ luận án.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã luôn ở bên tôi, quan tâm, giúp đỡ, động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày tháng năm 2025 Tác giả Nguyễn Ngọc Tiến iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC VIẾT TẮT. vi DANH MỤC BẢNG BIỂU.viii DANH MỤC HÌNH ẢNH.

ix MỞ ĐẦU. Lý do lựa chọn đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Những đóng góp mới của luận án. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU. Tổng quan về các hợp chất phenolic.

Các hợp chất phenolic và hiện trạng ô nhiễm. Giới thiệu về Bisphenol A (BPA). Giới thiệu về Paracetamol. Tổng quan về vật liệu khung kim loại hữu cơ.

Tổng quan vật liệu. Đặc trưng, tính chất của vật liệu MOF. Phương pháp tổng hợp vật liệu MOF. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp MOF.

Ứng dụng của vật liệu MOF .3 Tổng quan về vật liệu ống nano carbon (CNT) .1 Vật liệu nano carbon.2 Cấu trúc của CNT .3 Đặc tính hấp phụ các hợp chất hữu cơ trên vật liệu CNT. Cảm biến điện hóa và ứng dụng. Cảm biến điện hóa. Vật liệu điện cực trong cảm biến điện hóa.

Ứng dụng cảm biến điện hóa trong phân tích các hợp chất phenolic. 28 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất. Thiết bị, dụng cụ.

Các phương pháp tổng hợp vật liệu. Tổng hợp vật liệu M-BTC (M là Cu, Zr, Ni hoặc Fe). Tổng hợp vật liệu MOF hai kim loại (M,M’-BTC). Tổng hợp vật liệu composite M,M’-BTC/CNT.

Tổng hợp điện hóa màng Cu-BTC trên nền GCE. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu. Phương pháp hiển vi điện tử quét. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X.

Phương pháp nhiễu xạ tia X. Phương pháp phổ hồng ngoại. Phương pháp đo đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitrogen BET. Phương pháp quang điện tử tia X.

Phương pháp phổ Raman. Phương pháp phân tích nhiệt. Các phương pháp biến tính điện cực. Biến tính điện cực GCE bằng phương pháp nhỏ giọt.

Biến tính điện cực GCE bằng phương pháp điện hóa. Các phương pháp điện hóa đánh giá hoạt động của cảm biến. Phương pháp von-ampe vòng. Phương pháp von-ampe xung vi phân.

Nghiên cứu tối ưu hóa hoạt động của cảm biến đối với BPA. Đánh giá các thông số hoạt động của cảm biến. Phương pháp đối chứng đánh giá hiệu suất của cảm biến. 42 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Kết quả tổng hợp và ứng dụng của hệ vật liệu Cu,Zr-BTC/CNT. Đặc tính hình thái của vật liệu. Đặc tính cấu trúc và thành phần hóa học của vật liệu. Đường đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N2 của vật liệu.

Phân tích nhiệt TG-DTA của vật liệu. Nghiên cứu tính chất điện hóa của vật liệu Cu,Zr-BTC/CNT. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Zr-BTC/CNT. Tín hiệu điện hóa của BPA trên các điện cực biến tính bởi hệ Cu,Zr- BTC/CNT.

Xây dựng đường chuẩn và xác định các thông số hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Zr-BTC/CNT. Đánh giá độ lặp, độ ổn định của điện cực Cu,Zr-BTC/CNT/GCE. Kết quả phân tích mẫu đối chứng. Kết quả tổng hợp và ứng dụng hệ vật liệu Fe,Ni-BTC/CNT.

Đặc tính hình thái của vật liệu. Đặc tính cấu trúc và thành phần hóa học của vật liệu. Đặc trưng điện hóa của vật liệu Fe,Ni-BTC/CNT. Các yếu tố ảnh hưởng đến điện cực biến tính Fe,Ni-BTC/CNT/GCE.

Tín hiệu điện hóa của BPA trên điện cực biến tính Fe,Ni-BTC/CNT/GCE. Xây dựng đường chuẩn và xác định các thông số hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Fe,Ni-BTC/CNT. Đánh giá độ lặp, độ ổn định của điện cực Fe,Ni-BTC/CNT/GCE .8 Kết quả phân tích mẫu đối chứng giữa điện cực Fe,Ni-BTC/CNT/GCE và phương pháp HPLC. Kết quả tổng hợp và ứng dụng của hệ vật liệu Cu,Ni-BTC/CNT.

Đặc tính hình thái của vật liệu. Đặc tính cấu trúc và thành phần hóa học của vật liệu. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Ni- BTC/CNT. Tín hiệu điện hóa của BPA trên điện cực Cu,Ni-BTC/CNT/GCE.

Xây dựng đường chuẩn và xác định các thông số hoạt động của điện cực biến tính bởi hệ Cu,Ni-BTC/CNT. Đánh giá độ lặp, độ ổn định của điện cực Cu,Ni-BTC/CNT/GCE. Kết quả phân tích mẫu đối chứng giữa điện cực Cu,Ni-BTC/CNT/GCE và phương pháp HPLC. Kết quả tổng hợp điện hóa màng Cu-BTC trên điện cực GCE và ứng dụng phân tích PA.

Cơ chế quá trình hình thành Cu-BTC trên bề mặt điện cực. Đặc trưng cấu trúc và hình thái của Cu-BTC tổng hợp điện hóa. Đặc trưng tính chất điện hóa màng Cu-BTC. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng oxi hóa-khử của PA trên điện cực biến tính.

Phân tích PA trên điện cực biến tính. 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 103 DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN LUẬN ÁN. 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Ngọc Tiến (2025). Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-hoa-hoc-thuc-pham/cong-nghe-hoa-hoc/nghien-cuu-tong-hop-vat-lieu-composite-cho-sensor-dien-hoa

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" nghiên cứu về vấn đề gì?

Nguyễn Ngọc Tiến là nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực xử lý ngôn ngữ tự nhiên. Ông thực hiện nghiên cứu về ứng dụng machine learning trong phân tích hiệu suất.

Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2025.

Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" thuộc chuyên ngành Hóa lý thuyết và Hóa lý. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.

Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" có bao nhiêu trang?

Luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" có 137 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite cho sensor điện hóa" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter