Quang Điện Hóa Hấp Thụ Phân Tử UV-VIS

GIỚI THIỆU

Tế bào quang điện hóa hấp thụ phân tử UV-Vis là phương pháp kết hợp quang phổ UV-Vis với phân tích điện hóa để nghiên cứu sự tương tác giữa ánh sáng và các loại chất điện động trong tế bào. Kỹ thuật này rất hữu ích để nghiên cứu các cơ chế phản ứng, hiểu các chuyển tiếp điện tử và mô tả đặc trưng các quá trình điện hóa. Một thí nghiệm quang điện hóa duy nhất chứa thông tin điện hóa và quang phổ về một hệ thống hóa học, cho phép nghiên cứu một loạt các quá trình từ ít nhất hai quan điểm khác nhau. Do đó, quang điện hóa là một “kỹ thuật làm việc theo nhóm” kết hợp tốt nhất giữa điện hóa và quang phổ với nhau.Vì vậy, theo định nghĩa, quang điện hóa cho phép chúng ta thu được thông tin với ít nhất hai tín hiệu có bản chất khác nhau cùng một lúc, một tính năng không phổ biến nhưng rất mạnh mẽ. Có thể suy luận, kỹ thuật đa phản ứng này đã được áp dụng cho một số lượng lớn các lĩnh vực, bao gồm: Quá trình chuyển điện tử, cơ chế phản ứng, xúc tác điện, polyme dẫn điện, pin mặt trời, siêu tụ điện, tổng hợp hạt nano, vật liệu nano carbon, đặc tính của kim loại phức chất, vật liệu điện hóa…

Đáng chú ý là, hiện nay, sự phát triển kỹ thuật cho phép chúng ta thực hiện các phép đo quang điện hóa với nhiều thông tin hóa học để định lượng các chất phân tích và hiểu được cơ chế phản ứng của chúng và quang phổ điện hóa hấp thụ phân tử UV-Vis là một số trong số đó.

PHƯƠNG PHÁP

Như có thể suy luận từ phần giới thiệu, quang điện hóa hấp thụ UV-Vis có thể được định nghĩa là một kỹ thuật đa phản ứng cho phép chúng ta thu được đồng thời sự phát triển quang phổ điện hóa và hấp thụ UV-Vis của quá trình chuyển electron, tất cả chỉ trong một thí nghiệm. Do đó, các tín hiệu có tính chất khác nhau thu được cùng lúc, đưa ra cái nhìn tổng quan về những thay đổi diễn ra trong dung dịch, trên bề mặt điện cực hoặc ở cả hai trong quá trình phản ứng điện hóa.

Điều kỳ lạ là, riêng biệt điện hóa học và quang phổ UV-Vis không phải là những kỹ thuật chọn lọc đặc biệt để xác định các hợp chất hữu cơ khác nhau có trong một hỗn hợp phức tạp. Cả tín hiệu điện hóa và quang phổ thường hiển thị các đỉnh và dải rộng, thường bao gồm thông tin về nhiều quá trình hoặc hợp chất. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc tìm ra hai hợp chất có đặc tính điện hóa giống nhau và các đặc tính quang phổ giống nhau là điều thực tế không thể thực hiện được. Vì lý do này, kết quả của sự kết hợp điện hóa học và quang phổ hấp thụ UV-Vis được gọi là quang phổ điện hóa hấp thụ UV-Vis, phải là một kỹ thuật lai thực sự mạnh mẽ để phân tích .

Hình 1. Sơ đồ chung của quang phổ điện hóa trong cấu hình phản xạ pháp tuyến

Hình 2. Sơ đồ chung cho quang điện hóa trong cấu hình truyền qua thông thường.

Cấu hình thông thường bao gồm thông tin liên quan đến những thay đổi quang phổ xảy ra trong dung dịch và ở điện cực do chùm ánh sáng lấy mẫu hệ thống vuông góc với bề mặt điện cực. Quang phổ điện tử UV-Vis trong cách sắp xếp bình thường có thể được thực hiện ở hai chế độ: phản xạ bình thường và truyền qua bình thường như hình 1 và 2.

XÂY DỰNG HỆ THỐNG

INTINS có thể cung cấp một hệ thống hoàn chỉnh cho ứng dụng này. Máy quang phổ UV-VIS Ocean SR4 là máy quang phổ hiệu suất cao với khả năng thu quang phổ tốc độ cao và hiệu suất tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu tuyệt vời cho các ứng dụng đa dạng. Thiết bị có kích thước nhỏ này mở khóa dữ liệu đặc trưng UV-VIS từ 190-1100 nm và các tùy chọn khe vào có chiều rộng từ 5 µm đến 200 µm. Máy quang phổ SR4 nhỏ gọn, linh hoạt và tương thích với các nguồn sáng và phụ kiện của Ocean Insight.

Máy quang phổ UV/Vis USB4000 (Ocean Optics, Inc., Largo, FL), máy quang phổ này có dải bước sóng rộng từ 200 nm đến 1100 nm, bao phủ phạm vi khảo sát 250 – 350 nm và máy dò có độ nhạy cao sử dụng một mảng CCD silicon tuyến tính 3648 phần tử có độ phân giải quang học dưới 0,5 nm. Ngoài ra, khả năng thu thập tốc độ cao với thời gian tích hợp từ 4 ms – 20 ms có thể giảm thời gian chờ đợi của người dùng.

PHẦN KẾT LUẬN

Tế bào quang điện hóa hấp thụ phân tử UV-Vis cung cấp một công cụ mạnh mẽ để phân tích quang học và điện hóa đồng thời. Bằng cách tích hợp các kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu có thể hiểu sâu hơn về tương tác phân tử, cấu trúc điện tử và quá trình oxy hóa khử, nâng cao khả năng khám phá và phát triển các vật liệu và ứng dụng mới.