|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Высокостабильный сенсор для определения пероксида водорода на основе структурированной берлинской лазурикурсовая работа (Бакалавр)
- Научный руководитель: Комкова М.А.
- Автор: Колодяжная Ю.В.,
- Тип: Бакалавр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Кафедра: Факультет наук о материалах
- Год защиты: 2015
- Курс: 1
- Аннотация: На сегодняшний день наиболее совершенным электрохимическим методом определения пероксида водорода является амперометрическое детектирование с помощью электродов, модифицированных берлинской лазурью. Единственным недостатком сенсоров на основе берлинской лазури является низкая операционная и механическая стабильность каталитического покрытия. Для стабилизации электроактивного покрытия берлинской лазури используется гексацианоферрат никеля, который изоструктурен берлинской лазури, но при этом не обладает электрокаталитической активностью по отношению к пероксиду водорода и более химически и механически стабилен. Было показано, что наибольшая стабильность сенсора достигается при послойном осаждении гексацианоферратов железа и никеля. Однако стабилизированный электрод уступает по чувствительности немодифицированной берлинской лазури. Повысить отношения сигнал/шум и увеличить чувствительность анализа без уменьшения регистрируемого тока можно с использованием систем ультрамикроэлектродов. В частности, структурированную берлинскую лазурь можно рассматривать как такую систему. В данной работе было применено структурирование берлинской лазури с помощью гальваностатического синтеза. При этом лазурь оседает на гладкой поверхности электрода в виде островков субмикронного размера. Этот способ синтеза был выбран в связи с легкостью исполнения и варьирования параметров синтеза. Целью данной курсовой работы является разработка высокочувствительного и высокостабильного электрохимического сенсора для определения пероксида водорода на основе структурированной берлинской лазури. Основной задачей является выбор условий гальваностатического синтеза (плотность тока и время синтеза) для получения наибольшей чувствительности и выбор оптимального количества гексацианоферрата никеля для достижения наилучшей стабильности сенсора. В результате работы были достигнуты следующие результаты: 1) Показано, что применение гальваностатического синтеза для осаждения берлинской лазури позволяет добиться повышения чувствительности анализа. При этом наибольшей чувствительностью обладает сенсор, полученный при плотности тока электросинтеза 30 мкА/см 2 . Для одинаковых количеств БЛ чувствительность БЛ, осажденной при 30 мкА/см 2 (0,50±0,01 А/(М·см 2 )) превышает чувствительность БЛ, осажденной потенциодинамически (0,35±0,01 А/(М·см 2 )). 2) Разработан высокочувствительный и высокостабильный сенсор на основе послойного электроосаждения берлинской лазури и гексацианоферрата никеля для определения пероксида водорода. Такой сенсор сохраняет 95% от первоначального токового отклика в режиме непрерывной регистрации 1 мМ H2O2в течение 40 минут. Сенсор обладает следующими аналитическими характеристиками: коэффициент чувствительности (0,43±0,01) А/M·см2, предел обнаружения 5·10-8 М, линейный диапазон определяемых содержаний пероксида водорода составил 1·10-7 М - 1·10-3 М. Таким образом, в результате данной работы с помощью структурирования берлинской лазури путем применения гальваностатического синтеза был создан сенсор, сочетающий в себе высокую чувствительность и высокую операционную и механическую стабильность. Плотность тока электросинтеза берлинской лазури – 30 мкА/см 2 , время синтеза 53 секунды, ростовой раствор содержал 2 мМ K 3 [Fe(CN) 6 ] и 2 мМ FeCl 3 в 0,1 М KCl 0,1 М HCl. Пик гексацианоферрата никеля на ЦВА в 0,1 М KCl 0,1 M HCl при скорости развертки потенциала 40 мВ/с составил около 0,4 мкА/см 2 .
- Добавил в систему: Комкова Мария Андреевна