Menu

Electrod modificat cu aplicaţie în detecţia pirocatechinei din soluţii apoase

Autor:  Maria Coroș, Stela Pruneanu, Florina Pogăcean, Lidia Măgerușan, Crina Anca Socaci, Marcela Roșu

Cuvinte cheie: pirocatechina, detectie electrochimică, electrod modificat grafene-porfirină

Aplicații

Electrozii modificați cu materiale compozite pe bază de grafene sunt produse noi, moderne, care prezintă numeroase avantaje față de electrozii convenționali și de aceea își găsesc aplicații de înaltă tehnologie în senzori electrochimici, respectiv în senzorii de gaze. Electrodul dezvoltat de grupul nostru se integrează într-o celulă electrochimică ce se cuplează la un potenţiostat și se utilizează la testarea calităţii apelor menajere, a apelor de consum sau a apelor reziduale prin detecţia electrochimică a unor compuşi fenolici toxici: hidrochinona și pirocatechina.

Aspecte inovative

Pirocatechina, utilizată în produse cosmetice, în medicamente, pesticide, agenți de aromatizare și în coloranți, este o substanță chimică toxică, prin urmare poluantă.

Procesul de detecție și de cuantificare a acesteia din ape reziduale este îngreunat datorită faptului că semnalul electrochimic de oxidare al pirocatechinei (1,2-dihidroxibenzen) se suprapune peste cel al hidrochinonei (1,4-dihidroxibenzen) atunci când se folosesc electrozi nemodificaţi.

Din acest motiv am dezvoltat noi electrozi, modificați, care să permită detecția uşoară şi precisă a acestor compuşi. Electrozii modificați cu grafene s-au dovedit a fi foarte eficienți la detecția pirocatechinei.

Tehnologia

S-a preparat un nou tip de material compozit pe bază de grafene şi 5,10,15,20-tetra(4-piridil) porfirina (TPyP) printr-o procedură simplă ce implică exfolierea electrochimică a unei bare de grafit în mediu apos (0.2 M KCl) ce conţine şi TPyP.

Materialul obţinut a fost utilizat la modificarea suprafeţei unui electrod de cărbune sticlos.

Sensibilitatea, selectivitatea şi reproductibilitatea electrodului modificat la detecţia pirocatechinei se evaluează prin măsurători de voltametrie ciclică.

Avantaje

  • Electrodul are aria activă crescută (de trei ori mai mare comparativ cu aria electrodului nemodificat) și proprietăţi electrocatalitice îmbunătățite (semnalul electrochimic este dublu, iar potențialul de oxidare este scăzut cu 250 mV față de electrodul nemodificat)
  • Electrodul modificat a fost aplicat cu succes la detecţia pirocatechinei din ape reziduale: limita de detecție 3 × 10-7 M; domeniul liniar 10-6–10-4 M; sensibilitatea 3.22 A/cm2
  • Toate specificațiile sunt mult superioare electrodului nemodificat

Brevet

Brevet 132196/ 30.07.2021

Titlu: Procedeu de preparare electrochimică a unui nou material compozit pe bază de grafene și porfirină și aplicația acestuia
Inventatori: Coroș Maria, Socaci Crina-Anca, Pruneanu Stela-Maria, Pogăcean Florina, Roșu Marcela-Corina, Măgerușan Lidia