Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu chế tạo vật liệu khung cơ kim dùng trong sensor điện hóa nhằm phát hiện vết glyphosate trong môi trường nước
Mã số đề tài VAST07.05/23-24
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Hoá học
Thuộc Danh mục đề tài Hướng Môi trường và Năng lượng (VAST07)
Họ và tên PGS.TS. Vũ Thị Thu Hà
Thời gian thực hiện 01/01/2023 - 31/12/2024
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại Đạt loại A
Mục tiêu đề tài

Chế tạo vật liệu khung cơ kim (MOF) có khả năng hấp phụ glyphosate hiệu quả và sử dụng chúng để phát triển sensor điện hóa nhằm phát hiện lượng vết glyphosate trong môi trường.

Kết quả chính của đề tài

- Về khoa học: 
+ Đã chế tạo được vật liệu khung cơ kim đơn kim loại (CuBTC) và lưỡng kim loại (Fe-CuBTC, Zr-CuBTC) dùng làm chất biến tính để phát triển sensor điện hóa; 
+ Sau khi sàng lọc, Zr-CuBTC thể hiện là vật liệu có tiềm năng làm chất biến tính phát triển sensor phát hiện glyphosate trong môi trường nước. Kết quả đo chỉ ra sự có mặt của ion Zr4+ trong cấu trúc làm Zr-CuBTC có cấu trúc xốp với diện tích bề mặt lên tới 1337 m2 g-1. Đường kính lỗ và thể tích lỗ lần lượt là 1,75 nm và 0,687 cm3 g-1; 

+ Đã chế tạo được điện cực biến tính với MOF Zr-CuBTC (sensor  Zr-CuBTC/GCE). Sensor có độ tái lặp tốt (RSD=4,7%), độ nhạy tăng 10 lần so với CuBTC/GCE, giới hạn phát hiện (LOD) thấp = 9×10-13 M. Sensor có tính chọn lọc tốt, thời gian đáp ứng 4,8s, bền và làm việc ổn định (95,3%). Sau 5 ngày lưu trữ, tín hiệu còn 85%. Điện cực có khả năng phân tích glyphosate trong mẫu trên nền nước sông Hồng với độ thu hồi cao (94,6-107,1%). Các kết quả đo phù hợp với LC-MS/MS. Dạng cảm biến này có tiềm năng để theo dõi thuốc diệt cỏ trong các mẫu nước thực tế.
+ Đã chế tạo được các điện cực biến tính sử dụng CuBTC và có cài thêm các hạt vàng nhằm tăng độ dẫn điện, tăng khả năng xúc tác điện hóa và hiệu ứng hiệp đồng của chúng  (sensor CuBTC/AuPs/GCE). Các sensor có khả năng chuyển điện tích tốt, có diện tích hoạt động điện hóa lớn, có độ nhạy tốt với glyphosate. Độ nhạy của sensor thu được là 1,1×109 µA.mM.cm-2 và LOD thấp (4,4×10-13 M) với độ lặp lại của sensor là 2,2%, độ ổn định 97,8%. Các mẫu thực được đo có độ thu hồi tốt và tương đồng với kết quả đo đối chứng LC-MS/MS. 
- Về ứng dụng: 
+ Các điện cực được chế tạo đã được thử nghiệm thành công trong việc phân tích mẫu trên nền nước sông Hồng. Kết quả cho thấy các sensor phù hợp triển khai ứng dụng phân tích trong phòng thí nghiệm cũng như ngoài hiện trường.

Những đóng góp mới

- Đã chế tạo được một vài loại vật liệu khung cơ kim, sử dụng chúng để phát triển các điện cực biến tính và sau đó ứng dụng thành công trong việc phân tích hàm lượng thuốc diệt cỏ glyphosate trong phòng thí nghiệm và có thể thực hiện đo ngoài hiện trường. Các kết quả cho thấy sensor có thể phát hiện lượng glyphosate thấp hơn so với một số loại sensor điện hóa đã được nghiên cứu và công bố trên thế giới.
 

***  Sản phẩm cụ thể giao nộp:

- Các bài báo đã công bố (liệt kê):
  +  Thi Ngoc Anh Nguyen, Manh B. Nguyen, Trong Hoat Dinh, Cam Tu Vu, Thi Hai
Yen Pham, Hong Phong Pham, Ngoc Tien Nguyen, Quang Hai Tran, Thi Kim
Thuong Nguyen & Thi Thu Ha Vu, Ultra-Trace Electrochemical Determination of Glyphosate Using Bimetallic Metal–Organic Frameworks (MOFs) with Differential Pulse Voltammetry. ANALYTICAL LETTERS, 2024, VOL. 57, NO. 15, 2497–2511, https://doi.org/10.1080/00032719.2023.2297408 (SCIE, Q3, IF 2.267).
    + Bui Thi Luyen, Dau Thi Ngoc Nga, Pham Thi Hai Yen, Nguyen ThiThanh Ngan, Vu Cam Tu, Pham Hong Phong, Nguyen Thi Kim Thuong, Vu Thi Thu Ha, Development of an electrochemical sensor based on the combination of copper-based metal-organic framework and gold particles for glyphosate detection in water, VIETNAM JOURNAL OF CHEMISTRY, 2024, 1-9, DOI: 10.1002/vjch.202400265 (VAST1, Scopus, Q3).
Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ)
   + 05 điện cực biến tính bởi Zr-CuBTC (sensor Zr-CuBTC/GCE), giới hạn phát hiện glyphosate = 10.10-13 M), có tính chọn lọc tốt, bền và làm việc ổn định, độ thu hồi tốt (94.6–107.1%). Các kết quả đo có tính tương thích cao với LC-MS/MS.
   + 05 điện cực biến tính bởi CuBTC có cài thêm hạt vàng (CuBTC/AuPs/GCE có giới hạn phát hiện glyphosate = 44 pM, Độ thu hồi 100% và các kết quả đo có tính tương thích cao với LC-MS/MS 
   + 02 công bố khoa học trên các tạp chí SCIE và Scopus.
   + Các điện cực được lưu giữ tại Viện Hóa học.

 

Ảnh nổi bật đề tài
1754022304337-vuthuha.png