Модифицированные графитсодержащие электроды в инверсионной вольтамперометрии

• Автор: Стожко, Наталия Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 333 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Углеродсодержащие электроды в вольтамперометрии

1.1.1. Стеклоуглеродные электроды

1.1.2. Угольнопастовые электроды

1.1.3. Углеграфитовые и композиционные электроды

1.1.4. Импрегнированные электроды

1.1.5. Планарные электроды

1.1.6. Углеродные микроэлектроды

1.2. Проблемы и задачи ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Оборудование и средства измерений

2.2. Реактивы, образцы
2.3. Изготовление электродов
2.4. Модифицирование и подготовка электродов к работе
2.5. Методика измерений, расчеты
ГЛАВА 3. ГРАФИТСОДЕРЖАЩИЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО, ПОЛЕВОГО И АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
3.1. Промышленные углеродные материалы
3.2. Импрегнированный графитовый электрод
3.3. Толстопленочный графитсодержащий электрод
3.4. Зольгель электроды
3.5. Гибкий электрод с заменяемой поверхностью
ГЛАВА 4. СПОСОБЫ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ГРАФИТСОДЕРЖАЩИХ ЭЛЕКТРОДОВ
4.1. Поверхностное модифицирование растворимыми соединениями
4.1.1. Соединениями ртути И и золота III, закрепленными органическим полимером
4.1.2. Органическими реагентами, закрепленными неорганическим полимером
4.1.3. Адсорбционное модифицирование неорганическими и органическими соединениями
4.2. Поверхностное модифицирование нерастворимыми соединениями
4.2.1. Соединениями ртути II с органическими лигандами
4.2.2. Соединениями золота III с органическими лигандами
4.2.3. Неорганическими соединениями ртути I
4.2.4. Неорганическими соединениями висмута III
4.3. Объемное модифицирование
4.3.1. Введение модификатора в графитсодержащие чернила
4.3.2. Ведение модификатора в графитсодержащий ксерогель ГЛАВА 5. МИКРОРЕЛЬЕФ ПОВЕРХНОСТИ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
5.1. ТГЭ, модифицированные ртутью i i
5.2. Аномальные токи на электродах, модифицированных ртутью i i
5.2.1. Аномальный ток в системе IIНС1р.р
5.2.2. Аномальный ток в системе , II.
5.3. ТГЭ, модифицированные нерастворимыми соединениями ртути
5.4. ТГЭ, модифицированные золотом III
5.5. ТГЭ, модифицированные висмутом III
ГЛАВА 6. ВАРИАНТЫ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ИОНОВ С ПОМОЩЬЮ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГРАФИТСОДЕРЖАЩИХ ЭЛЕКТРОДОВ
6.1. Концентрирование в виде амальгамы
6.1.1. Медь II, свинец II, кадмий II, цинк II
6.1.2. Олово IV и свинец II
6.2. Концентрирование в виде мало растворимого соединения
6.2.1. Вольфрам VI и молибден VI
6.2.2. Сурьма III
6.3. Концентрирование в виде комплексного соединения
6.3.1. Кобальт II
6.3.2. Железо III
6.3.3. Марганец II
6.3.4. Медь II, свинец II, кадмий II, цинк II
6.3.5 Железо И
6.3.6. Селен IV
6.4. Концентрирование в виде простого вещества или интерметаллического соединения
6.4.1. Ртуть II
6.4.2. Мышьяк И
6.4.3. Селен IV
ГЛАВА 7. ДАТЧИКИ ДЛЯ ПОЛЕВОГО И АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
7.1. Способ электрохимической пробоп од готовки
7.2. Портативные четырехэлектродные датчики 7 . Датчик на основе гибкого электрода с заменяемой поверхностью
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Идея такого электрода возникла в связи с тем, что ртутные электроды, хотя и обладают широкими возможностями при адсорбционном концентрировании неорганических ионов , имеют ограничения при работе в положительной области потенциалов, а многие твердые электроды, хотя и обладают широкой рабочей областью потенциалов, не могут избирательно сорбировать необходимый компонент системы. Идея Адамса нашла отклик у других ученых, и в году Кувана с сотрудниками провели исследования, ставшие первым вкладом в развитие химически модифицированных угольных пастовых электродов, описанию которых посвящены обзоры . УПЭ изготавливают из гомогенизированной пасты мелкодисперсного угля и вязкой жидкости, несмешивающейся с водой. В роли пастовой жидкости могут выступать парафиновое, вазелиновое масло, силиконовые смазки, полихлортрифторэтиленовые масла, диоктилфталат, абромнафталин, трикрезилфосфат и др. Существует два вида паст для УПЭ сухие 0,,5 мл пастовой жидкости на 1г угольного порошка и мокрые пасты 0,,9 мл пастовой жидкости на 1г угольного порошка. На УПЭ может наблюдаться большой остаточный ток, обусловленный кислородом, замешанным в пасту с частицами графитового порошка. Подавить остаточный ток можно с помощью смешивания предварительно нагретого графитового порошка с воском, парафином, вазелиновым маслом в атмосфере азота или путем введения липофильной пастовой жидкости трикрезилфосфата. Наиболее типичный предел обнаружения ПрО многих неорганических и органических веществ с помощью УПЭ составляет М мольдм3. Часто для снижения ПрО применяют активацию электрода при больших отрицательных или положительных потенциалах. Наиболее эффективна анодная активация электрода, т. Иногда используется прием раскачивания электрода с помощью циклической поляризации от больших отрицательных к большим положительным потенциалам. По сравнению с другими углеродсодержащими электродами УПЭ имеет хорошо развитую поверхность с повышенной адсорбционной способностью по отношению к различным веществам. Это свойство УПЭ с успехом используется в вольтамперометрии при модифицировании и адсорбционном концентрировании определяемых веществ. Присоединение к УМ специфических активных групп позволяет повысить селективность и электрохимическую активность УПЭ. Существует несколько типов иммобилизации модификатора на УПЭ сорбция, ковалентное связывание, растворение липофильного модификатора в пастовой жидкости и прямое смешивание с угольной пастой. Наиболее широко используется исследователями способ прямого замешивания модификатора в пасту. Такая процедура модифицирования очень проста модификатор вводится в объем пасты в сухом виде или в небольшом количестве органического растворителя для улучшения гомогенности пасты. Другие способы иммобилизации модификатора используются гораздо реже. Концентрирование деполяризатора на поверхности модифицированного УПЭ достигается за счет адсорбции или химического, электростатического взаимодействия определяемого вещества с модификатором, включнном в пасту. Чаще всего в качестве модификаторов используют вещества с комплсксообразующими свойствами, хелаты металлов, ионообменники, неорганические сорбенты, полимеры. Для модифицирования УПЭ используются различные классы органических соединений ароматические оксикарбоновыс кислоты, ароматические амино и дииминосоединения, азосоединения, представители красителей, различные тиосоединения, триазины, хинолины. В состав молекул рассматриваемых органических соединений, помимо основной углеводородной цепочки, входят атомы азота, серы, кислорода, ароматические и шшфатические циклы и гетероциклы, имеющие несвязанные яэлектроны, которые могут взаимодействовать с поверхностью электрода, с одной стороны, и аналитом, с другой, обеспечивая сильную адсорбцию с поверхностью и прочное связывание с определяемым веществом. Селективность определения на модифицированных УПЭ достигается не только подбором лиганда в насте, но и регулированием , концентрацией маскирующих агентов. ПрО определяется устойчивостью образующихся комплексов, параметрами распределения ионов между раствором и модифицированным электродом, способом регистрации вольтамперометрического отклика.