ساخت الکترودهای اصلاح شده جدید با نانوساختارهای کربن و نانوذرات فلزی برای شناسایی و مطالعه ترکیبات زیستی و مواد سمی
چکیده
حسگر پیشنهادشده در این کار برای آب اکسیژنه برای بررسی سینتیک تخریب آب اکسیژنه، اندازه گیری، تشخیص اکسیژن و همچنین در پیل های سوختی به عنوان الکترودی ارزان و موثر برای کاهش الکتروشیمیایی اکسیژن استفاده شود. تشخیص و اندازه گیری غلظت داروی زیدوودین به دلیل اثرات نامطلوب این دارو در غلظت های بالای ?m 10 بسیار مهم می باشد. به همین منظور حسگر جدیدی بر اساس نانوکامپوزیت نقره و mwcnt، بر روی سطح الکترود gce تهیه شده است. نتایج نشان داده است که نقره نشانده شده بر روی mwcnt دارای ساختار نانولایه با ضخامت nm 15.5 می باشد. حسگر پیشنهادشده در این کار با استفاده از روش آمپرومتری برای زیدوودین پاسخ سریع و صحیحی داشته و کارایی بسیار مطلوبی نشان داده است. در کار بعدی الکترود خمیر کربن (cpe) اصلاح شده با mwcnt و مایع یونی (il) تهیه شده است. ترکیب بهینه این الکترود با بررسی های الکتروشیمیایی و مطالعات آماری (نرم افزار طراحی آزمایش) به دست آمده است. الکترود بهینه با ترکیب درصد وزنی 60% پودر گرافیت، 2/14% پارافین، 8/10% mwcnt و 15% il خواص الکتروشیمیایی مطلوبی نشان می دهد که با مقادیر پیش بینی شده با مدل استفاده شده به خوبی مطابقت دارد. سطح cpe با نانوساختارهای گل کلمی شکل طلا اصلاح شد. الکترود اصلاح شده سه پیک اکسایشی تیز و کاملاً جدا برای آسکوربیک اسید (aa)، دوپامین (da) و اوریک اسید (ua) نشان می دهد. الکترود تهیه شده دارای مشخصات بسیار مناسبی برای اندازه گیری همزمان این سه ترکیب زیستی دارا می باشد. در کار بعدی، از یک نانوساختار متخلخل گرافیتی (pgcn) جدید تهیه شده از مواد زیستی، برای اصلاح ا gce استفاده گردید و خواص الکتروشیمیایی آن برای کاربردهای متفاوت بررسی گردید. در ابتدا فعالیت کاتالیزوری این ترکیب برای واکنش کاهش اکسیژن با استفاده از ولتامترهای چرخه ای مورد بررسی قرار گرفت. الکترود اصلاح شده با pgcn یک پیک تیز و کاملاً مشخص برای کاهش اکسیژن نشان می دهد. ما پیشنهاد کرده ایم که این کارایی بالای ترکیب pgcn برای واکنش کاهش اکسیژن، مربوط به خاصیت کاتالیزوری ناشی از ناخالصی اکسید آهن افزوده شده به آن می باشد. ازآنجایی که واکنش کاهش اکسیژن مرحله کند سرعت در پیل های سوختی می باشد، این الکتروکاتالیست بدون پلاتین برای واکنش کاهش اکسیژن می تواند یک ترکیب امیدوارکننده برای توسعه پیل های سوختی ارزان قیمت باشد. در آزمایش دیگری pgcn به عنوان بستر برای رسوب دهی الکتروشیمیایی pt-np استفاده شد و کارایی الکترود تهیه شده برای اکسایش الکتروشیمیایی متانول در محیط اسیدی بررسی گردید. آنالیزهای عنصری سطح نشان داد که سطح اصلاح شده با ترکیب pt-np/pgcn شامل 95/4 درصد وزنی پلاتین می باشد. همچنین با استفاده از تکنیک کرونوآمپرومتری مقدار پلاتین بارگذاری شده بر سطح الکترود ?g/cm2 5/21 به دست آمده است. این مقدار کم پلاتین استفاده شده برای اصلاح سطح الکترود به دلیل کاهش هزینه، در تحقیقات در زمینه پیل های سوختی بسیار موردتوجه است. علیرغم این مقدار کم پلاتین استفاده شده، این الکترود دانسیته جریان زیادی (ma/mg 743) برای اکسایش الکتروشیمیایی m 5/0 متانول در محیط اسیدی نشان می دهد که تقریباً دو برابر مقدار گزارش شده برای الکترود تجاری pt/c می باشد. همچنین در این کار نشان داده ایم که نانوکامپوزیت pt-np/pgcn می تواند برای تهیه حس گر با کارایی بالا برای آنالیز غلظت ترکیب سمی متانول در ph طبیعی استفاده شود. الکترودهای اصلاح شده با استفاده از تکنیک های sem، eds، xrd، eis، cv و lsv مشخصه یابی شده اند.