32
TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGH Tp 44, s 2, 2006 Tr. 32-
37
TNG HP IN HÓA VÀ C TÍNH CHN LC CATION CA
MÀNG POLYPYROL/DODECYLSULFAT
NGUY"N TH# LÊ HI'N
I. M U
Polypyrol (Ppy) hin ang là mt trong các polyme dn c nghiên cu nhi!u h"n c# vì
kh# n'ng (n )nh cao và dn t*t trong môi tr,ng axit và trung tính. 01c tính dn c2a polyme
c3ng nh kh# n'ng l4a ch5n ion khi ph#n ng oxy hóa - kh8 x#y ra ph9 thuc r:t nhi!u vào b#n
ch:t c2a polyme, ch=  t(ng hp và 1c bit là các ion *i pha t>p trong polyme. B@ng ph"ng
pháp t(ng hp in hóa, các polyme thu c A tr>ng thái oxy hóa và c pha t>p bA i các
anion. Khi ph#n ng kh8 x#y ra, thông th,ng polyme sD nh,ng các anion E #m b#o quá
trình trung hòa in tích trong màng. Tuy nhiên, trong tr,ng hp các anion pha t>p có kích
thIc lIn, kém linh ng sD b) giK l>i trong màng, do ó các cation trong dung d)ch sD c pha
t>p vào polyme nh@m #m b#o s4 cân b@ng in tích. VIi m9c ích t(ng hp màng Ppy có kh#
n'ng trao (i cation khi ph#n ng oxy-hóa kh8 x#y ra, ng d9ng trong các sensor ch5n l5c
cation ho1c t>o màng polyme dn b!n 'n mòn trong các môi tr,ng cha anion clo, anion *i
dodecylsulfat (DS) ã c s8 d9ng E pha t>p vào màng Ppy trong quá trình t(ng hp in hóa.
Trong bài báo này, chúng tôi giIi thiu mt s* k=t qu# nghiên cu quá trình t(ng hp in
hóa t>o màng polypyrol/dodecylsulfat (Ppy/DS) và 1c tính ch5n l5c cation c2a nó.
II. IU KIN THC NGHIM
Màng Ppy/DS c t(ng hp trên h thi=t b) in hóa Autolab (Hà Lan), trong bình in
hóa h ba in c4c: 0in c4c so sánh là calomen bão hòa KCl, in c4c *i là lIi Pt có din
tích lIn h"n r:t nhi! u so vIi in c4c làm vic. 0in c4c làm vic là vàng có din tích làm vic
là 0,27 cm
2
, có c:u t>o phù hp cho nghiên cu ti=p theo b@ng ph"ng pháp cân vi l ng th>ch
anh (EQCM) [1].
Màng sau khi t(ng hp c phân tích b! m1t b@ng kính hiEn vi i n t8 quét (SEM) trên h
thi=t b) Leica Stereoscan 440, s8 d9ng ch"ng trình phcn m!m Leo. Nghiên cu quá trình ch5n

c" t*t h"n so vIi trong nIc [3], nên pyrol sD u tiên pha trn trong các mixel và kh=ch tán =n
b! m1t in c4c. K=t qu# là màng Ppy t>o ra c kiEm soát bAi quá trình vpn chuyEn ch:t qua
màng DS h:p ph9, mà A ó nkng  ch:t ph#n ng là cao nh:t, cho phép ha hqn thu c màng
Ppy/DS có c:u trúc m)n, sít ch1t và kng nh:t.
Khi DS c hòa tan trong dung d)ch nIc, hai nkng  CMC ã c xác )nh t"ng ng
vIi hai d>ng mixel, [DS] > 8.10
-3
M t"ng ng vIi mixel có d>ng hình ccu, và [DS] > 4.10
-2
M
t"ng ng vIi mixel có d>ng hình tr9 [4, 5]. Tuy nhiên, khi trong dung d)ch có m1t pyrol, nkng
 CMC và d>ng c2a mixel có thE sD b) thay (i.
Màng Ppy/DS c t(ng hp b@ng ph"ng pháp dòng áp 1t (I = 1mA/cm
2
), A nhit  phòng,
trong dung d)ch có cha pyrol 0,1 M và ion DS A nkng  0,005; 0,01; 0,025; 0,05 và 0,1 M.

N
Ion DS
N
N
N
Kim lo¹i (+)
Cation ®èi
(Na
+
)
N
N
N

trên hình 4. Sau khi t(ng hp màng Ppy/DS A tr>ng thái oxy hóa, trong phân t8 c2a nó có cha
các ion *i DS, khi màng Ppy/DS b) kh8, các ion DS kém linh ng b) giK l>i trong màng, chính
vì vpy các cation Na
+
trong dung d)ch ph#i pha t>p ti=p t9c vào trong màng E #m b#o s4 trung
hòa in tích. Do ó chúng ta quan sát c s4 t'ng kh*i lng c2a màng (m > 0) (hình 4a).
Khi ph#n ng oxy hóa x#y ra, chính các cation Na
+
này l>i tham gia vào quá trình vpn chuyEn
ion tz màng polyme vào dung d)ch i n ly ((m < 0).
Khác h{n vIi quá trình oxy hóa kh8 x#y ra vIi màng Ppy pha t>p bAi các anion "n có kích
thIc nhw nh tru,ng hp màng Ppy/Cl (hình 4b). Vpn chuyEn ion trong Ppy/Cl là mt quá trình
vpn chuyEn h|n hp c# các anion và các cation. Khi ph#n ng kh8 x#y ra trong dung d)ch NaCl
3%, ban cu các ion *i Cl
-
trong màng sD b) }y ra E #m b#o s4 cân b@ng v! in, chính vì
vpy chúng ta quan sát c s4 gi#m kh*i lng c2a màng Ppy (m < 0), ti=p ó các cation Na
+
trong dung d)ch sD tham gia vào quá trình kh8 – pha t>p vào trong màng Ppy, do ó kh*i lng
c2a màng Ppy l>i t'ng lên ( m > 0).
36
-1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0.0 0.3
-10
0
10
20
30
m (µg/cm
2
)

-4
0
4
8
12
E (ECS)

a) Màng Ppy/DS b) Màng Ppy/Cl
Hình 4. S4 bi=n thiên dòng in và kh*i lng c2a màng theo in th= quét trong dung d)ch NaCl
Hình 5. Ph( EDS c2a màng Ppy/DS sau khi quét th= vòng trong dung d)ch NaCl
Màng Ppy/DS sau khi quét th= ã c kiEm tra thành phcn bAi EDS. Hình 5 ã ch~ ra r@ng
ngoài các nguy=n t* trong thành phcn c2a màng, ch~ có thêm thành phcn c2a Na pha t>p trong
màng. K=t qu# này mt lcn nKa kh{ng )nh kh# n'ng u tiên ch5n l5c các cation c2a màng
Ppy/DS thu c.
37
IV. KT LUN
Các k=t qu# thu c ã cho phép kh{ng )nh vic pha t>p các anion DS vào trong màng
Ppy ã có tác d9ng thay (i kh# n'ng l4a ch5n ion c2a màng polyme. Các ion DS kích thIc
lIn, có kh# n'ng h:p ph9 t*t nên màng Ppy/DS t>o ra có c:u trúc m)n, sít ch1t. Trong màng
Ppy/DS, anion DS kém linh ng nên lu l>i trong màng, ng'n c#n quá trình trao (i ion c2a
polyme vIi các anion "n khác. Khi màng b) kh8, các cation sD c pha t>p vào polyme E
#m b#o quá trình trung hòa in tích. Màng Ppy/DS t>o ra ha hqn nhKng ng d9ng mIi trong
công nghip sensor ch5n l5c cation ho1c t>o nhKng màng polyme dn b!n 'n mòn trong môi
tru,ng cha các ion Cl
-
.
Li cm n. Tác giA xin chân thành cAm En sF hG trH kinh phí cKa ChLEng trình nghiên cOu
cE bAn cho viSc thFc hiSn nghiên cOu này.
TÀI LIU THAM KHO
1. H. Nguyen Thi Le, C. Deslouis, C. Gabrialli, H. Perrot - Etude du transfert ionique dans