Khảo sát ảnh hưởng của môi trường điện ly đến hoạt tính điện hóa của trinitrotoluen trên vi điện cực sợi cacbon

86

Dây đồng

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐIỆN LY ĐẾN HOẠT TÍNH

ĐIỆN HÓA CỦA TRINITROTOLUEN TRÊN VI ĐIỆN CỰC SỢI CACBON

Lê Thị Vinh Hạnh1

, Vũ Thị Thu Hà2*, Lê Quốc Hùng2

, Phạm Thị Hải Yến

2

1Học viện Kỹ thuật Quân sự

2Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Đến Tòa soạn 13-9-2011

Abstract

The detection of explosives and explosive related illicit materials is an important area for preventing terrorist

activities and for putting a check on their deleterious effects on health. A number of different methods, based on

different principles, have been developed in the past for the detection of explosives. The objective of this article is to

provide information on the using of electrochemical sensors for the detection of trinitrotoluene (TNT) at ppm levels.

Using carbon fiber microelectrode, electrochemical behaviors of TNT were investigated. It is shown that in phosphate

buffer with pH 9 under pulse height and wide 70 mV and 40 ms respectively, amount of TNT can be detected is

1.5 ppm. It is comparable with other publications. By meeting the stability, portability and low-cost demands, such as

voltammetric sensor holds great promise for field measurement of contaminated water sites.

Keywords: Trinitrotoluene, carbon fiber microelectrode, electrochemical sensors.

1. MỞ ĐẦU

Hợp chất nitro thơm là những hợp chất được sản

xuất chủ yếu cho mục đích quân sự, là thành phần

chính trong một số loại thuốc nổ phổ biến. Chúng là

các chất độc, gây ô nhiễm đáng chú ý đối với môi

trường ở những nơi sản xuất, nơi cất giữ và khu vực

xung quanh, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người

bị phơi nhiễm. Cụ thể với trinitrotoluen (TNT) là

chất độc có thể gây tổn thương toàn diện cơ thể, nó

có thể xâm nhập vào cơ thể bằng nhiều con đường

như qua da, niêm mạc, hô hấp và tiêu hóa.

Việc phát triển các phương pháp đơn giản có độ

nhạy cao và hiệu quả kinh tế để xác định dư lượng

thuốc nổ và các sản phẩm phân hủy của chúng trong

môi trường ngày càng được quan tâm do độc tính,

độ bền của chúng trong môi trường, việc này có ý

nghĩa quan trọng đối với vấn đề an ninh quốc gia và

ứng dụng môi trường [1]. Nhiều phương pháp đã

được sử dụng để phân tích và xác định hợp chất nổ

TNT như: sắc ký khí [2, 3], sắc ký lỏng [4], đo phổ

khối, đo quang và phương pháp điện hóa [7]. Trong

đó phương pháp điện hóa thu hút được nhiều quan

tâm hơn cả do có độ nhạy, độ chọn lọc cao, khoảng

tuyến tính rộng, thiết bị đơn giản, nhỏ gọn mà không

quá đắt tiền, và phương pháp có thể dùng phân tích

ngoài hiện trường. Có rất nhiều loại điện cực có thể

được sử dụng để phân tích điện hóa TNT cũng như

các hợp chất nổ khác, bao gồm: điện cực sợi cacbon,

kim cương, glassy cacbon, điện cực vàng, hỗn hống

của vàng và điện cực thủy ngân [1, 5].

Bài báo tập trung vào việc chế tạo và sử dụng vi

điện cực cacbon, khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố

đến tín hiệu von–ampe của TNT trong các môi

trường điện ly khác nhau trên vi điện cực chế tạo

được, tiến tới việc phát triển phương pháp xác định

dư lượng TNT bằng kỹ thuật điện hóa.

2. THỰC NGHIỆM

2.1. Điện cực

Sơ đồ chế tạo vi điện cực cacbon fiber được

trình bày trên hình 1.

Hình 1: Các bước chế tạo vi điện cực tổ hợp từ

sợi cacbon fiber

Các sợi than có kích thước 6 µm được dính trên

băng dẫn điện, song song và cách nhau khoảng 160

Sợi cacbon

Dây vàng

Băng dính

dẫn điện

Ống

capilar

Bước 1 Bước 2 Bước 3

TẠP CHÍ HÓA HỌC T. 50(1) 86-89 THÁNG 2 NĂM 2012