شناسایی همزمان یون های فلزات سنگین توسط الکترود خمیر کربن اصلاح شده با اکسید زیرکونیوم/کربن های متخلخل مشتق شده از MOF

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان

10.22034/jess.2022.143706

چکیده

فلزات سنگین سمی یکی از عوامل خطرناک برای سلامتی موجودات زنده و محیط زیست است. در این مطالعه، یک حسگر الکتروشیمیایی جدید، انتخابی با استفاده از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با اکسید زیرکونیوم/نانو ذرات کربن متخلخل (ZrO2/NPC) برای تعیین همزمان یونهای سرب (Pb2+) و کادمیوم (Cd2+) تهیه شد. ماده ZrO2/NPC از تجزیه حرارتی یک مرحله ای از MOF به دست آمد. جهت بررسی ویژگی های نمونه و الکترود تهیه شده از آنالیز های مادون قرمز و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با استفاده از ولتامتری چرخه ای در محلول [Fe (CN)6]3-/4 ارزیابی شد که نشان دهنده فرآیند انتقال الکترون کنترل شده با انتشار، در سطح الکترود است. برای تجزیه و تحلیل کمی روش پالس تقاضلی مورد استفاده واقع شد.تحت شرایط تحلیلی بهینه، ولتاموگرام پالس تفاضلی در غلظت های مختلف یونهای Pb2+ و Cd2+ به طور همزمان توسط ZrO2/NPC/CPE ثبت شد. و حد های تشخیص µM 61/0 و µM 43/1 به ترتیب برای Pb2+ و Cd2+ بدست آمدند. علاوه بر این، حساسیت، گزینش پذیری و بازیابی در نمونه های واقعی تعیین شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simultaneous detection of heavy metal ions using MOF-derived zirconium oxide/porous carbon modified carbon paste electrodes

نویسنده [English]

  • Fereshteh Raouf
Assistant professor- Department of Chemical Engineering- Faculty of Engineering- University of Guilan
چکیده [English]

Toxic heavy metals are one of the most dangerous agents for the organism's health and the environment. In this study, a new, selective electrochemical sensor was prepared using zirconium oxide/porous carbon nanoparticles (ZrO2/NPC) modified carbon paste electrode for simultaneous determination of lead (Pb2+) and cadmium (Cd2+) ions. ZrO2/NPC material was obtained from one-step calcination of MOF. Infrared analysis and scanning electron microscopy were used to evaluate the characteristics of the sample and the prepared electrode. The electrochemical behavior of the modified electrode was evaluated using cyclic voltammetry in [Fe (CN)6]3-/4 solution, which represents the electron transfer process is controlled by diffusion, at the electrode surface. For quantitative analysis, differential pulse voltammetry method was used Under optimal analytical conditions, differential pulse voltammograms at different concentrations of Pb2 + and Cd2 + ions were recorded simultaneously by ZrO2 / NPC / CPE. and detection limits of 0.61 µM and 1.43 µM were calculated for Pb2+ and Cd2+ respectively. In addition, sensitivity, selectivity, and recovery were determined in real water samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • “Carbon paste electrode”
  • “Differential pulse voltammetry”
  • “Electrochemical sensor”
  • “Heavy Metals”
  • “ZrO2”