1
B GIO DC V ĐO TO
VIN HN LÂM KHOA HC
V CÔNG NGH VIT NAM
HC VIN KHOA HC V CÔNG NGH
V HONG DUY
TNG HP NGHIÊN CU TNH CHT
MNG POLYME GC PHENYL ĐNH HƯNG NG DNG
LÀM CM BIN ION KIM LOI
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã s: 9.44.01.14
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ NGNH HÓA HỮU CƠ
HÀ NI - 2019
2
Công trình được hoàn thành ti Hc vin Khoa hc và Công ngh -
Vin Hàn lâm Khoa hc và Công ngh Vit Nam
Người hướng dn khoa hc 1: PGS. TS. Nguyn Tun Dung
Người hướng dn khoa hc 2: GS. TS. Trần Đại Lâm
Phn biện 1:…….
Phn biện 2:…….
Phn biện 3:…….
Lun án s được bo v trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Hc vin, hp ti Hc vin Khoa hc và Công ngh - Vin Hàn lâm
Khoa hc và Công ngh Vit Nam vào hồi…..giờ….., ngày ….
tháng …. năm 2019.
Có th tìm hiu lun án ti:
- Thư viện Hc vin Khoa hc và Công ngh
- Thư viện Quc gia Vit Nam
1
M ĐU
1. Tnh cp thit ca lun n
c ta đang phải đối mt vi các vấn đề liên quan đến suy gim
chất lượng nước và đất ngày mt nghiêm trng, nguyên nhân ch yếu
do s phát trin các làng ngh, các khu công nghip, vic s dng
tràn lan thuc bo v thc vt, phân bn, …, đã thải ra một lượng ln
các cht ô nhiễm vô cơ và hữu cơ, trong số đ kim loại nặng được coi
là nguy him nhất do c độc tính cao và kh năng tích tụ sinh hc. Vì
vy ngoài các bin pháp qun cn phi c s h tr ca c công c
quan trắc môi trường c độ nhạy độ chính xác cao. Phn không th
thiếu ca các công c quan trc i trường đ chính là các đầu cm
biến được chế to bng nhng loi vt liu khác nhau. Vì vy vt liu
chế to cm biến luôn là mc tiêu ca các nhà nghiên cu nhm tìm ra
loi vt liu c độ nhy, độ chn lc cao thời gian đáp ng ngn, thân
thiện môi trường, quy trình chế tạo phân tích đơn giản, không tn
kém. Có nhiu hướng nghiên cu khác nhau v vt liu biến tính điện
cực, trong đ hướng s dng màng mng polyme dẫn điện đang tâm
điểm chú ý trong lĩnh vực này. Polyme dẫn sau khi được phát hin vào
năm 1977 đã nhanh chng thu hút sự quan tâm ca các nhà nghiên cu
chế to cm biến điện hóa, nh đặc tính ưu việt kết hp tính dẫn điện
ca kim loi với các ưu điểm ca polyme. Nhóm vt liu tiên tiến này
đang hứa hn trin vng thay thế các vt liu cm biến truyn thng
do c các ưu điểm: tính linh hot, nh, kh năng gia công, nh chn
lc, giá thành hp Các polyme dn được nghiên cu nhiu nht
polyanilin (PANi), polypyrrol (PPy), polythiophen (PTh), gần đây
các dn xut polydiaminonaphthalen (PDAN) cũng được quan tâm
nghiên cu nh c các đặc tính liên quan đến các nhóm amin t do
trong phân t.
Tuy nhiên ngoài những đặc tính vượt tri, polyme dn có yếu
điểm là độ bền học thp, hoạt tính điện ha c độ ổn định không
cao. Để gii quyết vấn đề này, các biện pháp thường được s dng là
2
biến tính hay kết hp vi các vt liu khác to thành composit. Gn
đây, ng chế to vt liu t hp polyme dn vi ng carbon nano
được đặc biệt quan tâm và thu được các kết qu kh quan.
Xut phát t lý do đ, luận án hướng ti vấn đề: Tng hp, nghiên
cu tnh cht mng polyme gc phenyl đnh hưng ng dng lm cm
bin ion kim loi " làm ch đề nghiên cu.
2. Mc tiêu nghiên cu ca lun n
Chế to vt liu cm biến dạng màng trên s polyme dn gc
phenyl có tính nhạy và độ ổn định cao vi cation kim loi nặng, định
hướng ng dụng để nhn biết phân tích vết kim loi nng trong
nước.
3. Cc ni dung nghiên cu chnh ca lun n
- Tng hợp đin ha các màng polyme dẫn như polyanilin, poly(1,8-
diaminonaphthalen), poly(1,5-diaminonaphthalen).
- Nghiên cứu đặc trưng vt liu: hình thái, cu trúc hóa hc, hot tính
điện hóa ca các màng polyme dn.
- Kho sát tính nhy ca màng polyme dn vi các ion kim loi nng:
Cd(II), Pb(II), Hg(II), Ag(I).
- Nghiên cu chế to vt liu cm biến trên s vt liu t hp
poly(1,5-diaminonaphthalen) và ng carbon nano: tng hợp, đặc trưng
tính cht và áp dng trong phân tích đồng thi ion Cd(II) và Pb(II).
CHƯƠNG 1. TNG QUAN
1.1. Polyme dn
Polyme dn hp cht cao phân t hữu cơ c khả năng dẫn điện
nh cu trúc π-liên hp. Các polyme dẫn đin hình như polyanilin
(PANi), polypyrrol (PPy), polythiophen (PTh)...
Polyme dẫn được phân ra làm ba loi chính: polyme dẫn điện t,
polyme oxy ha kh và polyme trao đổi ion.
Hin c 2 phương pháp tng hp polyme dn là phương pháp hóa
hc và phương pháp điện ha.
3
Polyme dn đáp ng tt các điều kin ca mt vt liu cm biến
ha hc và sinh hc vì vy n đang được nghiên cu và ng dng
trong lĩnh vc này, đặc bit lĩnh vc cm biến ion.
1.2. Polyme dn gc phenyl
Polyme dn gc phenyl là polyme dẫn đồng thi trong mch chính
c cha vng phenyl. Polyme dn gốc phenyl đin hình là polyanilin
(PANi), gần đây các dẫn xut của polydiaminonaphthalen cũng bắt
đầu được quan tâm nghiên cu do các tính chất đặc bit nh
nhóm chc -NH2 t do trong phân t.
1.3. Cc phương php ch to mng polyme dn
Hin nay, c mt s phương pháp chế to màng polyme như
phương pháp ph nhúng, ly tâm, phương pháp Langmuir-Blodgett,
phương pháp ngưng tụ pha hơi, phương pháp ph nh git và phương
pháp kết tủa điện ha. Trong đ ch c phương pháp kết tủa điện ha,
phương pháp ph nh git, ph hợp hơn c để chế to màng mng
polyme dn. Vì vy trong lun án s áp dụng phương pháp ph nh
git và kết tủa đin ha để nghiên cu to màng mng polyme dn
cũng nng t hp polyme dn - ng carbon nano làm cm biến
ion.
1.4. Kim loi nng, cc phương php phân tch v ng dng mng
polyme dn trong phân tch kim loi nng
1.4.1.Kim loi nng (KLN)
các nguyên t trong t nhiên t trng lớn hơn 5 g/cm3. Nhiu
KLN được ng dng trong công nghip, nông nghip, y tế khoa hc
kĩ thuật dn đến vic phát thải ra môi trường, làm tăng những nguy
v tác động tim n của chúng đối vi sc khỏe con người và h sinh
thái. Con người nhim kim loi nng b gim trí nh, gim kh năng
tng hp hemoglobin dẫn đến bnh thiếu máu. Là tác nhân gây ung
thư phổi, d dày và u thn kinh. Gây tác hại đối vi kh năng sinh sản,
gây sy thai, làm suy thoái nòi ging.
1.4.2. Cc phương php phân tch ion kim loi nng