Phát triển cảm biến điện hóa PANI-CNT mang xúc tác NiO ứng dụng trong phát hiện methanol

. Trong nghiên cứu này, điện cực FTO được biến tính bằng polianilin-ống nano carbon (PANI-CNT) và cố định NiO lên bề mặt bằng phương pháp điện hóa. Điện cực này được ứng dụng làm cảm biến phát hiện nhanh methanol trong nước. Điện cực cảm biến NiO/PANICNT/FTO chế tạo được có cấu trúc xốp và thể hiện hoạt tính xúc tác tốt đối với phản ứng ôxy hóa trực tiếp methanol với hai vùng tuyến tính rộng (0-300 mM), độ chọn lọc, độ nhạy cao với methanol. Kết quả này hứa hẹn khả năng ứng dụng cao của điện cực cảm biến chế tạo được cho việc phát hiện MeOH trong nước với độ nhạy và độ chọn lọc cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phát triển cảm biến điện hóa PANI-CNT mang xúc tác NiO ứng dụng trong phát hiện methanolKhoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Kỹ thuật hóa học; Kỹ thuật vật liệu và luyện kim DOI: 10.31276/VJST.66(8).38-45 Phát triển cảm biến điện hóa PANI-CNT mang xúc tác NiO ứng dụng trong phát hiện methanol Nguyễn Thị Thơm1*, Phạm Thị Năm1, Trương Thị Nam1, Đinh Thị Mai Thanh2, Trần Đại Lâm1 1 Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, phường Nghĩa Đô, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam 2 Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, phường Nghĩa Đô, quận Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam Ngày nhận bài 3/2/2023; ngày chuyển phản biện 6/2/2023; ngày nhận phản biện 8/3/2023; ngày chấp nhận đăng 13/3/2023Tóm tắt:Methanol (MeOH) là một trong những dung môi hữu cơ được sử dụng rộng rãi nhất trong các sản phẩm công nghiệpvà gia dụng cũng như là một trong những ứng cử viên tiềm năng nhất cho nhiên liệu ô tô thay thế. MeOH có giá thànhrẻ và là dung môi phổ biến, do vậy rất dễ bị lạm dụng hoặc cố tình cho vào đồ uống để tăng cường tác dụng của rượu vìmục tiêu lợi nhuận. Hiện nay, việc phát triển các thiết bị có thể phân tích nhanh hàm lượng methanol trong đồ uống cócồn và nhiên liệu xăng đang là vấn đề cần được quan tâm ở nhiều nước đang phát triển. Trong nghiên cứu này, điện cựcFTO được biến tính bằng polianilin-ống nano carbon (PANI-CNT) và cố định NiO lên bề mặt bằng phương pháp điệnhóa. Điện cực này được ứng dụng làm cảm biến phát hiện nhanh methanol trong nước. Điện cực cảm biến NiO/PANI-CNT/FTO chế tạo được có cấu trúc xốp và thể hiện hoạt tính xúc tác tốt đối với phản ứng ôxy hóa trực tiếp methanolvới hai vùng tuyến tính rộng (0-300 mM), độ chọn lọc, độ nhạy cao với methanol. Kết quả này hứa hẹn khả năng ứngdụng cao của điện cực cảm biến chế tạo được cho việc phát hiện MeOH trong nước với độ nhạy và độ chọn lọc cao.Từ khóa: cảm biến điện hóa, nikel oxit, phân tích methanol, polianilin - ống nano carbon (PANI-CNT), xúc tác điện hóa.Chỉ số phân loại: 2.4, 2.5 Development of PANI-CNT electrochemical sensor with NiO catalysis application in methanol detection Thi Thom Nguyen1*, Thi Nam Pham1, Thi Nam Truong1, Thi Mai Thanh Dinh2, Dai Lam Tran1 1 Institute for Tropical Technology, Vietnam Academy of Science and Technology, 18 Hoang Quoc Viet Street, Nghia Do Ward, Cau Giay District, Hanoi, Vietnam 2 University of Science and Technology of Hanoi, Vietnam Academy of Science and Technology, 18 Hoang Quoc Viet Street, Nghia Do Ward, Cau Giay District, Hanoi, Vietnam Received 3 February 2023; revised 8 March 2023; accepted 13 March 2023Abstract:Methanol (MeOH) is one of the most widely used organic solvents in industrial and household products as well asone of the most potential candidates for an alternative automobile fuel. MeOH is less expensive and is a commonsolvent, thus it is easy to be abused or intentionally added to beverages to strengthen the effects of alcohol for moreprofit. Nowadays, the development of devices that can quickly analyse the methanol content in alcoholic beveragesand gasoline fuels is a matter of concern in many developing countries. In this study, fluorine-doped tin oxide (FTO)electrode was modified with polyaniline-carbon nanotubes (PANI-CNT) and NiO was immobilised on the surface byelectrochemical method. This electrode was applied as an electrochemical sensor for rapid detection of methanol inwater. The fabricated NiO/PANI-CNT/FTO sensor electrode has a porous structure and exhibits good catalytic activityfor the methanol direct oxidation reaction with two wide linear regions of 0÷300 mM, selectivity and high sensitivity tomethanol. This result promises the high applicability of the fabricated sensor electrode for the detection of MeOH inwater with high sensitivity and selectivity.Keywords: electrochemical catalyst, electrochemical sensor, methanol detection, nickel oxide, polyaniline-carbonnanotube (PANI-CNT).Classification numbers: 2.4, 2.5* Tác giả liên hệ: Email: nguyenthomsp@gmail.com 66(8) 8.2024 38 Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Kỹ thuật hóa học; Kỹ thuật vật liệu và luyện kim1. Đặt vấn đề định cơ học, diện tích bề mặt lớn và xúc tác điện tốt, thường sử dụng làm lớp phủ trên điện cực. Ngoài việc dùng các kim Metanol (CH3OH, ký hiệu MeOH) là rượu có công thức loại quý làm xúc tác, việc sử dụng kim loại chuyển tiếp phânphân tử đơn giản nhất, nhẹ, dễ bay hơi, không màu, dễ cháy. nhóm d giúp giải quyết bài toán giá thành khi phát triển cảmỞ nhiệt độ phòng, MeOH là một chất lỏng phân cực, được biến MeOH. Nicken và oxít của kim loại này có hoạt tínhsử dụng như một chất chống đông, dung môi, nhiên liệu, xúc tác tốt cho phản ứng ôxy hóa MeOH và có triển vọnghoặc dùng làm phụ gia biến tính cho ethanol (EtOH) trong trong ứng dụng chế tạo cảm biến phân tích trực tiếp MeOHsản xuất công nghiệp. MeOH là một trong những dung môi [12, 13]. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này, điện cực F ...