Centrul de Informare Tehnologică al INCDTIM | Electrod modificat pentru detecţia selectivă a ionilor de plumb din soluţii apoase

2.02 Electrod modificat pentru detecţia selectivă a ionilor de plumb din soluţii apoase

Cuvinte cheie

nanocompozite grafene-chitosan, electrozi modificați, detecție electrochimic

Aplicații

Materialele pe bază de grafene prezintă interes practic deosebit și acoperă o arie vastă de aplicaţii practice. Preocuparea grupului nostru a fost de a dezvolta nanocompozite noi pe bază de grafene cu aplicabilitate în detecția electrochimică și cuantificarea ionilor de plumb din apele de consum, apele menajere sau apele reziduale. Electrozii modificaţi cu nanocompozite pe bază de grafene prezintă avantaje multiple faţă de utilizarea electrozilor convenţionali: îmbunătăţirea capacităţii de conducţie, a limitei de detecţie şi a proprietăţilor catalitice, creşterea şi eficientizarea suprafețelor active, porozitatea ridicată, mai multe situsuri de absorbție și reacție și un mai bun control asupra macro-mediului electrodului.

Aspecte inovative

Poluarea apei cu metale grele constituie o problemă cu consecinţe grave.

Metodele clasice de detecţie a metalelor grele din mediu sunt bazate pe tehnicile spectroscopice, extrem de sensibile dar cu dezavantaje majore (sunt costisitoare, de lungă durată iar prepararea probelor constituie un proces laborios).

În consecinţă, se urmăreşte găsirea unor metode mai simple, mai rapide și mai ieftine, care să ofere o capacitate de detecţie ridicată, iar metodele electrochimice par a fi o alternativă viabilă

Tehnologia

Am preparat un nou tip de material nanocompozit pe bază de chitosan şi grafene dopate cu atomi de azot printr-o procedură simplă, rapidă şi necostisitoare, ce implică etape de ultrasonare și agitare magnetică, la temperatura camerei.

Materialul obținut sub formă de soluție se depune pe suprafața unui electrod convențional de aur, ceea ce conduce la modificarea, creșterea suprafeței active a acestuia și la îmbunătățirea proprietăților electrocatalitice.

Prin măsurători de voltametrie ciclică se evaluează sensibilitatea, selectivitatea şi reproductibilitatea electrodului modificat la detecţia ionilor de Pb²⁺ în prezenţa altor specii de ioni metalici (Ni²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺) sau interferenți organici (bisfenol A) prezente în soluţiile de lucru.

Avantaje

Limita de detecţie de ordinul 10−8 M (în condiţii de laborator)
Costuri de producţie scăzute
Plajă extinsă de aplicabilitate (staţiile de epurare a apelor, industria minieră, agricultură, uz casnic)
Posibilitate de integrare în aparatură portabilă