Композитные электроды с включенными металлофталоцианинами для вольтамперометрического определения органических соединений

• Автор: Артамонова, Марта Леонидовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗ И ЭЛЕКТРОАНАЛИЗ НА ЭЛЕКТРОДАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОФТАЛОЦИАНИНАМИ

(Литературный обзор)

1.1. Химически модифицированные электроды с электрокаталитическими свойствами

1.1.1. Механизм электрокатализа

1.1.2. Электроды и способы их модификации

1.2. Способы иммобилизации металлофталоцианинов

1.2.1. Получение полимерных пленок на поверхности электрода

1.2.2. Получение модифицированных металлофталоцианинами электродов

1.3. Применение электродов, модифицированных металлофталоцианинами

1.3.1. Электрокатализ и определение неорганических соединений
1.3.2. Электрокатализ и определение органических соединений
1.3.3. Электрокатализ и определение экотоксикантов
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, АППАРАТУРА, ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Постановка задачи
2.2. Приборы и техника измерений
2.3. Объекты исследования и приготовление растворов
2.4. Методика измерений, расчеты
3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОФТАЛОЦИАНИНАМИ
3.1. Электрохимическое поведение иммобилизованных полимерных пленок из тетрасульфофталоцианина никеля (II)
3.2. Электрохимическое поведение композитов на основе полианилина с включенными тетрасульфофталоцианинами металлов
3.3. Электрохимическое поведение композитов с монослоем металлофталоцианинов

4. ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ЭЛЕКТРОДАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОФТАЛОЦИАНИНАМИ
4.1. Электрокаталитическое окисление на электродах, модифицированных полимерными пленками из тетрасульфофталоцианина никеля (II)
4.1.1. Электрокаталитическое окисление серосодержащих аминокислот
4.1.2. Электрокаталитическое окисление алифатических спиртов и оксикислот
4.2. Электрокаталитическое окисление органических соединений на электродах, модифицированных полианилиновой пленкой с включенными тетрасульфофталоцианинами металлов
4.2.1. Электрокаталитическое окисление серосодержащих аминокислот
4.2.2. Электрокаталитическое окисление биогенных катехоламинов
4.3. Электрокаталитическое окисление серосодержащих аминокислот на электроде, модифицированном монослоем металлофталоцианина
5. ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОФТАЛОЦИАНИНАМИ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1. Вольтамперометрическое определение некоторых органических соединений на модифицированных металлофталоцианинами электродах
5.2. Проточно-инжекционное определение органических соединений на
модифицированных металлофталоцианинами электродах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Введение
Актуальность темы исследования. Органический электрохимический анализ с применением химически модифицированных электродов (ХМЭ) продолжает привлекать внимание исследователей. Химическая модификация электродной поверхности придает ей особые свойства. Использование в вольтамперометрии ХМЭ с каталитическим откликом позволяет не только уменьшить энергетический барьер протекающей окислительновосстановительной реакции, но и ускорить её, и тем самым повысить чувствительность определения, чем объясняется повышенный интерес к созданию электрокаталитически модифицированных электродов. Один из способов получения таких ХМЭ состоит в иммобилизации на поверхности углеродных электродов макроциклических комплексов Зё-переходных металлов с органическими лигандами. Среди металлокомплексов этого типа особого внимания заслуживают металлофталоцианины (МРс), которые отличаются механической и химической стабильностью, высокой электрокаталитической активностью при окислении как неорганических, так и органических соединений, в том числе проявляющих биологическую активность.
Для получения электродов-сенсоров на основе МРс используют различные способы их иммобилизации такие, как необратимая адсорбция, химическое связывание с образованием ковалентных связей, введение в объем пасты из углеродных материалов, электрохимический синтез полимерной пленки на поверхности электрода, а также формирование самоорганизующихся монослоев (СОМС). В последнее время отдают предпочтение пленочным и композитным электродам.
Использование ХМЭ на основе МРс в электроанализе различных объектов позволяет улучшить аналитические и метрологические характеристики вольтамперометрического определения биологически активных веществ (БАВ) как в стационарных, так и в проточных условиях. Поэтому создание новых ХМЭ с каталитическими свойствами для вольтамперометрического определения

Изучено влияние металлокомплекса NiTSPc на медиаторные свойства ПАн-пленки при электроокислении АК. ПАн пленка с включенным NiTSPc становится электроактивной в широкой области pH, благодаря самодопирующему эффекту [32]. Кроме того, преимуществом такого электрода, в отличие от электрода, покрытого ПАн и допированного камфоросульфокислотой, является синергизм медиаторных свойств ПАн и МРс, что выражается в уменьшении потенциала перенапряжения и увеличении каталитического эффекта при окислении АК.
Группой исследователей [30] разработан способ определения кофеина в присутствии парацетамола на СУ, модифицированном монослоем аминопроизводных фталоцианина Cu(II) (CuTAPc). Этот ХМЭ проявляет высокую каталитическую активность по отношению к кофеину и успешно используется для его селективного определения в присутствии парацетамола. С помощью метода дифференциальной импульсной вольтамперометрии получена линейная зависимость тока окисления кофеина от его концентрации в диапазоне 1.4x10'3 до 5хЮ'бМ с пределом обнаружения 3.04 х 10~8М (при соотношении сигнал/шум = 3). Данный ХМЭ был использован для определения кофеина в напитках «Со1а» и для селективного определения кофеина и парацетамола при совместном присутствии в фармацевтических препаратах. Полученные результаты были сопоставимы с результатами, полученными методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
На золотом электроде, модифицированном пленкой poly-NiTSPc изучалось электроокисление метанола и этиленгликоля в сильно-щелочных средах [101]. Золотой электрод показывает незначительную электрокаталитическую активность при окислении метанола, то есть метанол не адсорбируется на поверхности этого электрода, а этиленгликоль наоборот окисляется на нем. При электроокислении спиртов на электроде NiTSPc-Au, наблюдается электрокаталитическое окисление метанола в области образования частиц poly-NiTSPc-Au и этиленгликоля в области образования частиц poly-NiTSPc. В обоих случаях зависимость тока окисления аналита от концентрации имеет вид Ленгмюровской кривой, что говорит об адсорбционной природе предельного тока.