الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانوذرات آبی پروس و کاربردهای الکتروکاتالیزی آن

در قسمت اول این کار پژوهشی، اصلاح الکترود کربن سرامیک با نانوذرات آبی پروس از طریق خود تجمعی یون های فریک و هگزاسیانوفرات (iii) صورت گرفته است. بررسی مورفولوژی این الکترود با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام گرفت. این مطالعات تشکیل فیلمی با مورفولوژی مناسب را نشان می دهد که اندازه ی متوسط ذرات در حدود 50 نانومتر می باشد. اندازه کوچک، نسبت سطح به حجم و افزایش فعالیت نانو ذرات در مقایسه با ذرات در ابعاد ماکرو، باعث افزایش کارآیی این مواد در کارهای کاتالیزی و سنسوری می شود. بنابراین در تهیه ی الکترود و بهینه کردن پارامترهای بعد از تهیه، شرایطی که می توانستند مورفولوژی و برگشت پذیری الکترود اصلاح شده را تحت تأثیر قرار دهند، بهینه شدند. این الکترود خواص مکانیکی خوب، پایداری بالا و حساسیت مناسبی نسبت به احیاء الکتروکاتالیتیکی هیدروژن پراکسید نشان داد. همچنین این الکترود برای اکسایش الکتروکاتالیتیکی ویتامینb6 (پیریداکسین) مورد استفاده قرار گرفت. همچنین به منظور معرفی این الکترود به عنوان آشکارساز کروماتوگرافی مایع، اندازه گیری های آمپرومتری را در شرایط batch (پیوسته) و سیستم تجزیه ی جریانی که در آزمایشگاه طراحی شده بود، انجام گرفت. در قسمت دیگر این کار، نانوذرات پنتاسیانونیتروزیل فرات آهن (یکی از خانوادهای جدید آبی پروس) روی سطح الکترود کربن سرامیکی که به روش سل-ژل تهیه شده بود، به صورت الکتروشیمیایی نشانده شد. برای مطالعه ی سطح این الکترود از sem و برای مطالعات ترکیب عنصری و ساختار فیلم تهیه شده از تکنیک پراکندگی انرژی اشعه ی ایکس (edx) و طیف سنج تبدیل فوریه ی مادون قرمز (ftir) استفاده شد. این مطالعات مناسب بودن سطح الکترود کربن سرامیک برای نشاندن نانو ذرات fepcnf را نشان می دهد که اندازه ی متوسط ذرات کمتر از 100 نانومتر است. برای بهینه کردن رفتار الکتروشیمیایی و مورفولو‍ژی فیلم مذکور، تعداد چرخه های لازم برای مشتق سازی، سرعت روبش، ph و پارامترهای دیگر مورد بررسی قرار گرفتند. الکترود اصلاح شده حاصل دو مرکز ردوکس الکترواکتیو را نشان داد. ضریب انتقال (α) و ثابت انتقال بار در فصل مشترک الکترود / فیلم اصلاح گر (ks) محاسبه شد. این الکترود فعالیت الکتروکاتالیتیکی خوبی نسبت به احیای هیدروژن پراکسید، پرسولفات و اکسایش l- سیستئین نشان داد. برخی پارامترهای سنتیکی دخیل در فرآیند احیای الکتروکاتالیستی هیدروژن پراکسید نظیر ثابت سرعت واکنش کاتالیتیکی (kcat) و ضریب انتقال بار (α) و ضریب انتشار (d) مورد محاسبه قرار گرفت. نهایتاً این الکترود به عنوان سنسور آمپرومتری هیدرو‍ژ‍ن پراکسید به کار گرفته شد که حساسیت و گزینش پذیری بالایی از خود نشان داد.