RU94713U1 - Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода - Google Patents
Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода Download PDFInfo
- Publication number
- RU94713U1 RU94713U1 RU2010101565/22U RU2010101565U RU94713U1 RU 94713 U1 RU94713 U1 RU 94713U1 RU 2010101565/22 U RU2010101565/22 U RU 2010101565/22U RU 2010101565 U RU2010101565 U RU 2010101565U RU 94713 U1 RU94713 U1 RU 94713U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- sensor
- cations
- potentiometric sensor
- film
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Пленочный потенциометрический сенсор для определения концентрации катионов водорода и серебра (I) в водном растворе на основе электрода, покрытого пленкой электрополимеризованного полианилина, отличающийся тем, что анодно окисленный планарный графитовый электрод конструктивно состоит из лавсановой подложки, серебряного токосъемника, графитовой пасты и изолирующего слоя, а в рабочей области содержит слой электрополимеризованного полианилина.
Description
Заявленное техническое решение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения катионов водорода и серебра (I) в водных растворах. Определение катионов водорода и серебра (I) в водной среде необходимо для анализа водопроводной и сточных вод, в промышленном и эколого-аналитическом контроле, в горно-добывающей, перерабатывающей промышленности, в машиностроении, в производстве лекарственных препаратов.
Известен потенциометрический сенсор для определения ионов серебра (I) на основе стеклоуглеродного электрода, покрытого полимерной пленкой поли(метиленового синего), содержащей 5,11,17,23 -тетра-трет-бутил-25,26, 27,28-тетракис[92-пиридил)-карбимоилметокси]-2,8,14,20-тетратиакаликс[4]арен [Патент №61886, 12.10.2006, И.С.Антипин]. Диапазон определяемых концентраций ионов серебра (I) 1·10-2-1·10-6 М. К недостаткам сенсора следует отнести узкий (всего 4 порядка величины) диапазон определяемых концентраций, сложность изготовления сенсора, достаточно большие размеры стеклоуглеродного электрода (50×8×8 мм), не позволяющие проводить измерение в пробах объемом менее 5 мл, а также высокая стоимость сенсора (1000-1200 рублей).
Известен потенциометрический сенсор для определения ионов серебра (I) на основе стеклоуглеродного электрода, покрытого полимерной пленкой полианилина и замещенными по нижнему ободу тиакаликс[4]аренами [G.A.Evtugyn, I.I.Stoikov, S.V.Belyakova, E.E.Stoikova, R.V.Shamagsumova, A.Yu.Zhukov, I.S.Antipin, H.C.Budnikov, Talanta 76, 2008, 441]. К недостаткам сенсора следует отнести сложность изготовления сенсора с использованием в составе покрытия тиакаликсаренов, достаточно большие размеры стеклоуглеродного электрода (50×8×8 мм), не позволяющие проводить измерение в пробах объемом менее 5 мл, а также высокая стоимость сенсора (1000-1200 рублей).
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа по наибольшему количеству совпадающих признаков и достигаемому техническому результату, является пленочный твердоконтактный потенциометрический сенсор для определения ионов серебра (I) на основе стеклоуглеродного электрода, покрытого полимерной пленкой полианилина, полученного путем электрополимеризации в кислой среде (8-12 циклов сканирования потенциала) [G.A.Evtugyn, I.I.Stoikov, S.V.Beljyakova, R.V.Shamagsumova, E.E.Stoikova, A.Yu.Zhukov, I.S.Antipin, H.C.Budnikov, Talanta 71, 2007, 1720]. Диапазон определяемых концентраций ионов серебра (I) 10-2-10-4.5 М. К недостаткам сенсора следует отнести:
- большие размеры сенсора (50×8×8 мм), что не позволяет использовать его для анализа проб малых объемов,
- значительная зависимость устойчивости покрытия от числа циклов сканирования потенциала в процессе электрополимеризации анилина,
- узкий (всего 2.5 порядка величины) диапазон определяемых концентраций катионов серебра (I),
- высокая стоимость сенсора (800-1100 рублей).
Технической задачей создания данной полезной модели является снижение зависимости устойчивости покрытия от условий получения (числа циклов сканирования потенциала), снижение стоимости сенсора до 50 раз за счет небольших размеров, дешевых исходных материалов и возможности крупносерийного производства на стандартном оборудовании (например, полуавтомат трафаретной печати DEK 248 фирмы "DEK", Великобритания), обеспечение возможности измерения концентрации катионов водорода и серебра (I) в малых объемах проб за счет миниатюризации устройства (уменьшение объема устройства до более чем 200 раз), расширение интервала определяемых концентраций на 2 порядка и снижение передела обнаружения катионов серебра (I) до 10 нмоль/л (примерно в 5 раз).
Заявленное техническое решение устраняет недостатки, присущие наиболее близкому аналогу, и обеспечивает реализацию поставленной задачи. Технический результат заключается в снижении зависимости устойчивости покрытия от условий получения (число циклов сканирования потенциала - от 8 до 20), в обеспечении высокой чувствительности определения и широкого диапазона определяемых концентраций катионов водорода и серебра (I), в возможности работы в малых объемах проб (0.5-1.0 мл), в снижении стоимости сенсора. Техническая задача решается за счет использования в составе сенсора печатного графитового электрода (фиг.1), имеющего низкую стоимость (15-20 рублей) и малые размеры (20×2×0.3 мм), а также за счет анодного окисления сенсора до и после электрополимеризации.
Пленочный потенциометрический сенсор для определения концентрации катионов водорода и серебра (I) в водном растворе на основе электрода, покрытого пленкой электрополимеризованного полианилина, характеризующийся тем, что анодно окисленный планарный графитовый электрод конструктивно состоит из лавсановой подложки, серебряного токосъемника, графитовой пасты и изолирующего слоя, а в рабочей области содержит слой электрополимеризованного полианилина.
Такая конструкция потенциометрического сенсора обеспечивает технический результат - высокую чувствительность и широкий диапазон определяемых концентраций катионов водорода и серебра (I), независимость устойчивости полианилинового покрытия от числа циклов сканирования потенциала (в диапазоне от 8 до 20 циклов), возможность работы в малых объемах проб, низкую стоимости сенсора - за счет использования с составе сенсора печатного графитового электрода, имеющего низкую стоимость и малые размеры, а также за счет анодного окисления сенсора до и после электрополимеризации.
Конструкция потенциометрического сенсора представлена на фиг.1. Потенциометрический сенсор состоит из планарного графитового электрода, конструктивно состоящего из лавсановой подложки 1, серебряного токосъемника 2, графитовой пасты 3, изолирующего слоя 4, а также полимерной пленки полианилина 5 в рабочей области сенсора. Перед и после нанесения полимерной пленки полианилина электрод анодно окисляется при постоянном потенциале +0.3 В в течение 3 минут в 0.2 М растворе серной кислоты. Полимерная пленка выполнена путем электроосаждения из 0.05-1 М раствора анилина в 0.2 М растворе серной кислоты на печатный графитовый электрод в потенциодинамическом режиме в интервале от -200 до 1000 мВ при скорости сканирования 50-150 мВ/с, число циклов сканирования потенциала 10-20. Анодное окисления позволяет обеспечить независимость характеристик сенсора от числа циклов сканирования потенциала (в диапазоне от 8 до 20 циклов), расширить диапазон определяемых концентраций катионов водорода и серебра (I) и повысить чувствительность определения катионов серебра (I).
Пример 1. Определение концентрации катионов серебра (I). Устройство функционирует следующим образом. Измерения проводят в растворе нитрата серебра в диапазоне концентраций 10-8-10-2 М. Раствор нитрата серебра (I) готовят растворением соли в дистиллированной воде. Для измерения сигнала на катионы серебра (I) потенциометрический сенсор и печатный хлоридсеребряный электрод сравнения опускают в ячейку, содержащую 1 мл раствора нитрата серебра (I) и измеряют величину э.д.с. после установления ее постоянного значения. Полученное значение э.д.с. регистрируют как сигнал потенциометрического сенсора. Полученные значения в серии измерений по одному параметру усредняют по 6 измерениям, воспроизводимость измерений определяют как среднее относительное стандартное отклонение. Воспроизводимость сигнала составляет 3.5±1.2%. Зависимость сигнала потенциометрического сенсора от концентрации катионов серебра (I) линеаризуется в координатах «сигнал сенсора - логарифм концентрации нитрата серебра»:
Е, мВ - (576±4)+(66±1)lgC, R=0.9980, n=10, диапазон определяемых концентраций 10-8-10-2 М.
Пример 2. Определение концентрации катионов водорода (рН). Измерения проводят в 0.2 М растворе серной кислоты. Изменение рН раствора проводят с помощью концентрированных растворов соляной кислоты и гидроксида натрия. Для измерения сигнала на катионы водорода потенциометрический сенсор и печатный хлоридсеребряный электрод сравнения опускают в ячейку, содержащую 1 мл раствора серной кислоты и измеряют величину э.д.с. после установления ее постоянного значения. Полученное значение э.д.с. регистрируют как сигнал потенциометрического сенсора. Полученные значения в серии измерений по одному параметру усредняют по 6 измерениям, воспроизводимость измерений определяют как среднее относительное стандартное отклонение. Зависимость сигнала потенциометрического сенсора от концентрации катионов водорода линеаризуется в координатах «сигнал сенсора-рН»:
Е=(514±7)+(63±1)рН, R=0.9978, n=8, диапазон рН 0.5-7.0 М.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет следующие преимущества:
1) широкий диапазон определяемых концентраций катионов серебра (I) (10-2-10-8 М) и рН (0.5-7.0);
2) возможность определения катионов водорода и серебра (I) в пробах малого объема (0.5-1.0 мл) за счет миниатюризации устройства (уменьшение объема устройства до более чем 200 раз);
3) более надежное функционирование устройства, устойчивость которого не зависит от числа циклов сканирования потенциала при электрополимеризации полианилина в диапазоне 8-20 циклов;
4) упрощение конструкции сенсора;
4) низкая стоимость сенсора (снижение стоимости сенсора до 50 раз за счет небольших размеров, дешевых исходных материалов и возможности крупносерийного производства на стандартном оборудовании, например, с помощью полуавтомата трафаретной печати DEK 248 фирмы "DEK", Великобритания).
Claims (1)
- Пленочный потенциометрический сенсор для определения концентрации катионов водорода и серебра (I) в водном растворе на основе электрода, покрытого пленкой электрополимеризованного полианилина, отличающийся тем, что анодно окисленный планарный графитовый электрод конструктивно состоит из лавсановой подложки, серебряного токосъемника, графитовой пасты и изолирующего слоя, а в рабочей области содержит слой электрополимеризованного полианилина.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101565/22U RU94713U1 (ru) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101565/22U RU94713U1 (ru) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94713U1 true RU94713U1 (ru) | 2010-05-27 |
Family
ID=42680954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010101565/22U RU94713U1 (ru) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU94713U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU169124U1 (ru) * | 2016-08-11 | 2017-03-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Амперометрический сенсор для определения антрациклиновых препаратов |
| RU2612954C2 (ru) * | 2011-08-04 | 2017-03-14 | Изи Лайф Сайенс | Рабочий электрод, напечатанный на подложке |
-
2010
- 2010-01-19 RU RU2010101565/22U patent/RU94713U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612954C2 (ru) * | 2011-08-04 | 2017-03-14 | Изи Лайф Сайенс | Рабочий электрод, напечатанный на подложке |
| US9733204B2 (en) | 2011-08-04 | 2017-08-15 | Easy Life Science | Working electrode printed on a substrate |
| RU169124U1 (ru) * | 2016-08-11 | 2017-03-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Амперометрический сенсор для определения антрациклиновых препаратов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jońca et al. | Phosphate determination in seawater: Toward an autonomous electrochemical method | |
| Krolicka et al. | Study on catalytic adsorptive stripping voltammetry of trace cobalt at bismuth film electrodes | |
| Mazloum-Ardakani et al. | Simultaneous determination of epinephrine and acetaminophen concentrations using a novel carbon paste electrode prepared with 2, 2′-[1, 2 butanediylbis (nitriloethylidyne)]-bis-hydroquinone and TiO2 nanoparticles | |
| Figueiredo-Filho et al. | Inexpensive and disposable copper mini-sensor modified with bismuth for lead and cadmium determination using square-wave anodic stripping voltammetry | |
| Mazloum-Ardakani et al. | Simultaneous and selective voltammetric determination of epinephrine, acetaminophen and folic acid at a ZrO2 nanoparticles modified carbon paste electrode | |
| Lu et al. | Voltammetric determination of mercury (II) in aqueous media using glassy carbon electrodes modified with novel calix [4] arene | |
| Jahani | Evaluation of the usefulness of an electrochemical sensor in detecting ascorbic acid using a graphite screen-printed electrode modified with NiFe2O4 nanoparticles | |
| Mazloum-Ardakani et al. | Electrochemical determination of vitamin C in the presence of uric acid by a novel TiO2 nanoparticles modified carbon paste electrode | |
| CN108344792B (zh) | 一种水体中总砷快速检测方法 | |
| Mazloum-Ardakani et al. | Carbon nanoparticles and a new derivative of hydroquinone for modification of a carbon paste electrode for simultaneous determination of epinephrine and acetaminophen | |
| CN112697778A (zh) | 一种利用电致化学发光方法读出电位变化检测的方法及其装置 | |
| Wahyuni et al. | A simple approach to fabricate a screen-printed electrode and its application for uric acid detection | |
| CN103575794B (zh) | 一种基于石墨烯/dna/银纳米复合材料对碘离子的检测方法 | |
| Sochr et al. | Heavy metals determination using various bismuth film modified carbon-based electrodes | |
| Ojani et al. | Electrocatalytic oxidation of folic acid on carbon paste electrode modified by nickel ions dispersed into poly (o‐anisidine) film | |
| RU94713U1 (ru) | Пленочный потенциометрический сенсор на основе печатного графитового электрода | |
| Pourghobadi et al. | Voltammetric determination of dopamine using modified glassy carbon electrode by electrografting of catechol | |
| Han et al. | Amperometric response of solid-contact ion-selective electrodes utilizing a two-compartment cell and a redox couple in solution | |
| Oliveira Salles et al. | Bismuth modified gold microelectrode for Pb (II) determination in wine using alkaline medium | |
| Shahrokhian et al. | Potentiometric Detection of 2‐Mercaptobenzimidazole and 2‐Mercaptobenzothiazole at Cobalt Phthalocyanine Modified Carbon‐Paste Electrode | |
| Tian et al. | Fabrication of amorphous mixed-valent molybdenum oxide film electrodeposited on a glassy carbon electrode and its application as a electrochemistry sensor of iodate | |
| Yang et al. | Cathodic stripping voltammetric determination of tellurium (IV) at a Nafion/8-quinolinol mercury film modified electrode | |
| El‐Maali et al. | Square‐Wave Stripping Voltammetry of Uranium (VI) at the Glassy Carbon Electrode. Application to Some Industrial Samples | |
| Li et al. | Adsorptive anodic stripping voltammetry of zirconium (IV)-alizarin red S complex at a carbon paste electrode | |
| Li et al. | Cathodic Adsorptive Voltammetry of the Gallium‐Alizarin Red S Complex at a Carbon Paste Electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190120 |