الکتروانباشت اکسید کبالت بر روی نانوکامپوزیت zro2/r-go: کاربرد در اندازه گیری h2o2 و nadh

از میان روش های متنوعی که برای تعیین کمی آنالیت ها توسعه داده شده اند روش های الکتروشیمیایی به دلیل سادگی و حساسیت بالا از اهمیت زیادی برخوردارند. اما واکنش اکسیداسیون و احیای مستقیم آنالیت در سطح الکترود معمولی، برگشت ناپذیر بوده و نیاز به اضافه ولتاژ بالایی دارد. بالا بودن اضافه ولتاژ، باعث آلوده شدن الکترود و کاهش تکرار پذیری، گزینش پذیری و حساسیت می شود. امروزه نانوذرات به عنوان یک گزینه بسیار عالی برای اصلاح سطح الکترود ها به عرصه الکتروشیمی ورود پیدا کرده اند. در همین راستا، در این کار نانوکامپوزیت های جدیدی سنتز را کرده و آن ها را برای طراحی سنسور های الکتروشیمیایی به کار گرفتیم. ابتدا با بهره گیری از روش هیدروترمال تک مرحله ای، نانو کامپوزیت گرافن-زیرکونیوم اکسید تهیه شد که در جریان آن و به صورت همزمان با تهیه نانوکامپوزیت، گرافن اکسید به گرافن احیا شد. نانوکامپوزیت حاصل، به وسیله تکنیک های xrd، رامان، ft-ir،sem، و temشناسایی شده است. اطلاعاتی که به کمک این روش ها به دست آمده اند همگی تایید می کنند که نانو ذرات زیرکونیوم اکسید به صورت کاملا همگن و یکنواخت بر روی صفحات گرافن قرار گرفته اند. تصاویر الکترونی بدست آمده از نانو کامپوزیت نشان می دهند که اندازه ی تقریبی نانو ذرات zro2 در حدود 5 نانومتر می باشد. برای اضافه کردن نانو ذرات کبالت اکسید به بافت نانو کامپوزیت گرافن- زیرکونیوم اکسید، از روش الکتروانباشت استفاده شد که روشی ساده و سازگار با محیط زیست بوده و به آسانی قابل انجام است. برای این کار الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانو کامپوزیت گرافن- زیرکونیوم اکسید در درون محلول 5 میلی مولار نمک cocl2قرار داده شد و با استفاده از ولتامتری چرخه ای، نانو ذرات کبالت اکسید بر روی نانو کامپوزیت گرافن- زیرکونیوم اکسید قرار گرفت. ولتامتری چرخه ای در محلول های خنثی و قلیایی و تصویر semگرفته شده از سطح الکترود، وجود نانو ذرات کبالت اکسید را در سطح نانوکامپوزیت تایید می کنند. نانو کامپوزیت گرافن- زیرکونیوم اکسید خواص الکتروکاتالیزی جالبی را برای اکسیداسیون سیستئین بروز می دهد. به کمک الکترود اصلاح شده با نانوکامپوزیت مذکور و با استفاده از آمپرومتری هیدرودینامیک می توان سیستئین را تا گستره غلظتی 600 میکرولار اندازه گیری کرد. حد تشخیص این اندازه گیری در حدود 60 نانومولار و حساسیت آنna µm-10138/0 می باشد. نانو کامپوزیت گرافن- زیرکونیوم اکسید- کبالت اکسید می تواند به طور موثری اکسیداسیون هیدروژن پر اکسید را کاتالیز کند، بنابراین، با استفاده از آمپرومتری هیدرو دینامیک و ولتامتری چرخه ای، الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با این نانوکامپوزیت، برای ساخت یک حسگر الکتروشیمیایی هیدروژن پراکسید به کار گرفته شد. این حسگر می تواند در 4/7ph= اکسایش h2o2را در پتانسیل 37/0 ولت انجام دهد. گستره غلظتی خطی بالای 4/2 میلی مولار و حد تشخیص 2 میکرومولار برای h2o2به دست آمده است. همچنین در این کار با استفاده از الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت گرافن- زیرکونیوم اکسید-کبالت اکسید، یک حسگر الکتروشیمیایی بسیار عالی برای nadhطراحی شد. اکسیداسیون کاتالیتیکی nadhبه کمک این نانو کامپوزیت در پتانسیل 50 میلی ولت انجام می شود که 600 میلی ولت کمتر از الکترود کربن شیشه ای اصلاح نشده می باشد. گستره غلظتی برای اندازه گیری nadhبالای 600 میکرومولار بوده و حد تشخیص این روش 3 میکرو مولار می باشد. می توان با تثبیت آنزیم های گلوکز دهیدروژناز بر روی نانوکامپوزیت ها، این حسگر ها را تبدیل به زیست حسگر کرد.