سنتز الكتروشيميايي فيلم متخلخل نانوذرات نيكل اكسيد در محيط اسيدي: كاربرد در ساخت حسگر پارانيتروفنل

Electrochemical Synthesis of Porous Nickel Oxide Film in Acidic Media: Application in Para-Nitrophenol Sensor Fabrication

مقدمه: پارانيتروفنل يكي از مهم‌ترين تركيبات نيتروبنزني است كه جهت سنتز بسياري از تركيبات شيميايي صنعتي به طور گسترده‌اي به كار مي‌رود. اين ماده براي مدت زمان طولاني در خاك، آب‌هاي زيرزميني و هوا باقي مي‌ماند و به دليل سميت، باعث صدمه به انسان‌ها، حيوانات و گياهان مي‌گردد. به منظور ارزيابي سلامت منابع آب و غذا، طراحي و توسعه روش‌هاي كارا، ساده و قابل اعتماد جهت اندازه‌گيري مقادير ناچيز اين تركيبات، اهميت زيادي دارد. روش‌ها: در پژوهش حاضر به منظور اندازه‌گيري مقادير ناچيز پارانيتروفنل، براي اولين بار با ترسيب الكتروشيميايي فيلم نانوساختار نيكل اكسيد به صورت در جا در سطح الكترود كربن شيشه‌اي، حسگر بسيار ساده و حساسي براي پارانيتروفنل ساخته شد. ولتامتري چرخه‌اي و اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي (Electrochemical Impedance spectroscopy يا EIS) جهت ارزيابي و بررسي فيلم ترسيب شده در سطح الكترود استفاده گرديد. يافته‌ها: بر اساس يافته‌‌ها، فيلم ترسيب شده در سطح الكترود، خاصيت الكتروكاتاليزوري بسيار خوبي جهت احياي الكتروشيميايي پارانيتروفنل داشت. با اصلاح سطح الكترود كربن شيشه‌اي با اين فيلم، حسگر الكتروشيميايي حساسي جهت اندازه‌گيري پارانيتروفنل به روش ولتامتري چرخه‌اي تهيه شد. حد تشخيص، حساسيت و محدوده خطي پاسخ حسگر براي شناسايي پارانيتروفنل به ترتيب برابر با 40 نانومولار، 0/3245 ميكروآمپر بر ميكرومولار و 40 تا 750 ميكرومولار محاسبه گرديد. نتيجه‌گيري: نتايج مطالعه حاضر نشان داد كه حسگر طراحي شده با حساسيت بسيار بالايي، براي اندازه‌گيري پارانيتروفنل قابل كاربرد مي‌باشد.

Background: Para-nitrophenol is one of the most important nitrobenzenes and is widely used in the synthesis of different industrial compounds. It remains in the soil, groundwater, and air for a long time and has toxic effects, and thus, poses a threat to humans, animals, and plants. In order to evaluate the safety of water and food resources, it is important to develop efficient, simple, and reliable methods for the determination of trace amounts of p-nitrophenol. Methods: In the preset work, in order to determine the trace amount of p-nitrophenol, a very simple and sensitive sensor was fabricated through the in situ electrosynthesis sequestration of nickel oxide nanostructure on the surface of a glassy carbon (GC) electrode. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used for the investigation of the electro-deposited film. Findings: Results showed that the electro-deposited film had very good electrocatalytic properties for p-nitrophenol degradation. Through the modification of the glassy carbon electrode surface with this nanostructured film, a sensitive electrochemical sensor was fabricated for the determination of p-nitrophenol using cyclic voltammetry method. The detection limit (signal/noise = 3), sensitivity, and linear range of the sensor were 40 nM, 0.3245 μA/μM, and 40-750 μM, respectively. Conclusion: Results showed that the designed sensor can be used for sensitive determination of para-nitrophenol.