آنیون پنتاسیانونیتروزیل فرات (pcnf) که معمولاً با نام نیتروپروساید بدان اشاره می شود، یکی از معرف-های سیانومتالاتی به شمار می رود. نیتروپروساید های فلزی، دسته ای از ترکیبات فلزی با ظرفیت مختلط هستند که در بسیاری از موارد خواص مشابهی با هگزاسیانوفرات های فلزی نشان می دهند. در این کار پژوهشی، اصلاح الکترود آلومینیوم پالادیزه (pd-al) با ترکیب آهن پنتاسیانونیتروزیل فرات (fepcnf) بر اساس یک فرآیند ترسیب ساده و غیرالکترولیزی مورد بررسی قرار گرفته است. ترسیب غیرالکتروشیمیایی پالادیم بر روی آلومینیوم، بستر مناسبی را برای ترسیب شیمیایی fepcnf فراهم می آورد. تهیه ی غیرالکترولیزی الکترود آلومینیوم پالادیزه ی اصلاح شده با فرونیتروپروساید (fepcnf/pd-al) به دو شیوه ی متفاوت صورت گرفت که این روش ها عبارتند از: (i) ترسیب شیمیایی تک مرحله ای؛ به منظور تهیه الکترود اصلاح شده fepcnf/pd-al به این شیوه، الکترود pd-al در محلول حاوی fe3+ و آنیون نیتروپروساید قرار می گیرد که به دلیل خاصیت اکسیدکنندگی این محلول، ترکیب fepcnf بر روی بستر pd-al ترسیب می شود؛ (ii) ترسیب چند لایه های fepcnf بر اساس مکانیسم جذب سطحی چندباره؛ در این روش بستر الکترودی pd-al به تناوب در محلول کاتیون (fe2+) و آنیون (نیتروپروساید) قرار می گیرد. الکترود تازه تهیه شده در محدوده ی پتانسیل v/sce (5/0)-(2/0-) فاقد فعالیت الکتروشیمیایی معین می باشد ولی پس از اعمال پتانسیل منفی یک زوج دماغه ی ردوکس مربوط به گذار feiii/feii در پتانسیل v/sce 17/0 ظاهر می شود. یافته ها نشان دادند که ترکیب شیمیایی fepcnf جذب سطحی شده بر سطح الکترود در اثر اعمال پتانسیل منفی دچار تحول و دگرگونی می شود. بر اساس داده های بدست آمده از تکنیک های ft-ir اسپکتروسکوپی و الکتروشیمیایی، مکانیسم ارائه شده برای وقوع این تحول، بر اساس تشکیل و تفکیک آنیون [fe(cn)4no]2- (گونه احیایی برتر در محیط اسیدی) به گسست no که احتمالاً به تشکیل رسوب-هایی از نوع pb منتهی می شود استوار است. این فرضیه در طیف ft-ir با ناپدید شدن جذب های cm-1 1936 و cm-1 2142 متعلق به باند های کششی no و cn نیتروپروساید و ظاهر شدن دماغه جذبی جدید در cm-1 2078 منسوب به باند کششی cn هگزاسیانوفرات تأیید می شود. به عنوان بخش دیگری از کار پژوهشی حاضر، اثر ph الکترولیت زمینه روی رفتار الکتروشیمیایی الکترود-های اصلاح شده با فیلم تحول یافته(fepcnfcon./pd-al) مورد بررسی قرار گرفت. ضرایب انتشار کاتیون پتاسیم (کاتیون الکترولیت زمینه) در فیلم، ضریب انتقال بار و ثابت سرعت انتقال الکترون تعیین شدند. همچنین فعالیت کاتالیتیکی الکترود اصلاح شده fepcnf/pd-al، در قبال اکسیداسیون و احیای به ترتیب اسکوربیک اسید(aa) و هیدروژن پراکسید مورد بررسی قرار گرفت. داده های الکتروشیمیایی نشان دادند که الکترود fepcnf/pd-al می تواند به طور موثری سرعت انتقال الکترون بین آنالیت های مذکور و الکترود را افزایش -دهد و بنابراین باعث کاهش فوق پتانسیل اکسیداسیون aa و احیای هیدروژن پراکسید شود. مکانیسم واکنش اکسیداسیون و احیای کاتالیتیکی aa و هیدروژن پراکسید توسط ولتامتری چرخه ای مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آمپرومتری هیدرودینامیک نشان دادند که جریان اکسیداسیون کاتالیتیکی aa با ضریب همبستگی 997/0 در محدوده ی غلظتی 10µm-3mm خطی است و حد تشخیص این روش 3.25µm بدست آمد همچنین نتایج بدست آمده از آمپرومتری احیای کاتالیتیکی هیدروژن پراکسید حاکی از آنست که جریان احیایی هیدروژن پراکسید در محدوده ی غلظتی 10µm-3mm خطی است و حد تشخیص این روش 1.83µm بدست آمد

در پروژه حاضر الکترواکسیداسیون 2-پروپانول و گلیسرول بر روی بستر کربن- سرامیک پوشیده شده با ذرات پلاتین و الکترواکسیداسیون اتانول، 2-پروپانول و گلیسرول بر روی آلیاژهای پلاتین مطالعه شده است. ابتدا الکترود کربن– سرامیک با استفاده از تکنیک سل- ژل تهیه شده و سپس ذرات پلاتین به روش های پتانسیواستاتیک تک مرحله ای در سطح الکترود کربن- سرامیک ترسیب داده شد. پس از تهیه الکترود اصلاح شده با نانو ذرات پلاتین، خواص فیزیکو شیمیایی الکتروکاتالیست با xrd، sem و روش های الکتروشیمیائی بررسی شد. در مرحله ی بعد اکسیداسیون 2-پروپانول و گلیسرول بر روی الکترود کربن–سرامیک پوشیده شده با نانو ذرات پلاتین در محلول اسید سولفوریک m 1/0 مورد مطالعه قرارگرفت و تاثیر عوامل مختلف بر روی اکسایش 2-پروپانول و گلیسرول از جمله مقدار پلاتین ترسیبی در سطح الکترود، نوع بستر، غلظت اسید سولفوریک، غلظت 2-پروپانول، گلیسرول و پتانسیل انتهائی روبش بررسی گردید. در بخش دیگر این کار الکترواکسیداسیون اتانول، 2-پروپانول و گلیسرول بر روی بستر کربن- سرامیک پوشیده شده با آلیاژی از فلزات پلاتین- قلع و پلاتین- نیکل مطالعه شد. در ابتدا بعد از تهیه الکتروهای اصلاح شده با آلیاژهائی از پلاتین و بهینه سازی شرایط تهیه، مورفولوژی ذرات پلاتین- نیکل، پلاتین- قلع نشانده شده با استفاده از تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی sem)) و xrd بررسی شد. سپس اکسیداسیون اتانول، 2-پروپانول و گلیسرول بر سطح الکترودهای مورد نظر در محلول اسید سولفوریک m 1/0 مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر عوامل مختلف دخیل در اکسیداسیون اتانول، 2-پروپانول و گلیسرول بررسی گردید و شرایط بهینه تجربی تعیین گردید.

هدف از این کار پژوهشی، اصلاح الکترود کربن سرامیک (cce) با دو نوع متفاوت از نانولوله-های کربنی (swcnt، mwcnt) و مقایسه خصوصیات الکتروشیمیایی آنها بوده است. نانولوله های کربنی (cnts) خصوصیات الکتریکی، مکانیکی و ساختاری منحصر به فردی از خود به نمایش می-گذارند. در بخش اول، رفتار الکتروشیمیایی و پایداری الکترود اصلاح شده با cntها با استفاده از گونه فعال فری سیانید (k3fe(cn)6) بررسی شد. در بخش دوم، رفتار الکتروشیمیایی کافئین (caf) روی swcnt/cce و mwcnt/cce با هم مقایسه شد؛ که ولتاموگرام چرخه ای caf نشان داد که جریان پیک اکسیداسیون روی swcnt/cce از جریان مربوط به mwcnt/cce بزرگتر است، که از خصوصیات کاتالیتیکی بهتر -swcntها ناشی می شود. نتایج حاصل از این مطالعات نشان می دهد، که این الکترود می تواند به عنوان حسگری مناسب، برای تعیین مقدار caf در نمونه های گیاهی و صنعتی از قبیل چای، نوشابه و آب معدنی به کار رود. اندازه گیری caf به دو روش cv و پالس ولتامتری تفاضلی (dpv) انجام شد که محدود? خطی، حد تشخیص و حساسیت به روش dpv، ?m 320-8/0، nm 480 و??a ?m-1/cm2 49/0 می باشد. این الکترود برای تعیین مقدار کدئین (cd) و مورفین (mo) نیز بکار گرفته شده و کمیت های محدوده خطی، حد تشخیص و حساسیت برای هر دو گونه محاسبه شدند. در بخش سوم، اندازه گیری همزمان caf و cd با استفاده از swcnt/cce انجام شد. ولتاموگرام چرخه ای همزمان caf و cd نشان داد که جریان پیک اکسیداسیون این دو ترکیب روی swcnt/cce به طور چشمگیری از جریان روی cce برهنه بزرگتر می باشد. در این اندازه گیری محدوده خطی برای caf، ?m 100-5 (9842/0r2=) و برای cd، ??m198-5/1 (9989/0r2=) بدست آمدند. حد تشخیص به ترتیب برای caf و cd عبارت است از ??m9/2 و ??m37/1. در این قسمت، از روش افزایش استاندارد برای تعیین caf و cd در نمونه دارویی تجاری استفاده شد. در پایان، اندازه گیری همزمان caf و cd و mo با الکترود ذکر شده، انجام شد. پیک های آندی caf، cd و mo افزایش منظمی با افزایش غلظت در محدوده ??m70-15 برای caf، ??m80-7 برای cd و ?m 150-15 برای mo از خود نشان دادند. حساسیت و حد تشخیص این روش برای caf، cd، و mo به ترتیب عبارتند از: ??a ?m-1/cm265/2 و ??m5/8، ?a ?m-1/cm2 96/1 و ?m 5/10 ، و ?a ?m-1/cm2 04/3 و ?m 8/9.

در این کار پژوهشی از الکترود مغز مداد برای تثبیت الکتروشیمیایی و غیرالکتروشیمیایی هموگلوبین استفاده شد. کار پژوهشی حاضر شامل 4 بخش است که به ترتیب زیر می توان خلاصه کرد: الف- تثبیت الکتروشیمیایی هموگلوبین بر روی الکترود مغز مداد با اعمال پتانسیل ثابت به الکترود مغز مداد انجام گرفت. بدین ترتیب جریان آندی حاصل از اکسایش هموگلوبین تثبیت شده با غلظت هموگلوبین در محلول آن (محلول به کار رفته برای تثبیت هموگلوبین) در محدوده غلظتی µm 2-15/0 رابطه خطی دارد. حد تشخیص روش برابر با µm 11/0 به دست آمد. به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی هموگلوبین، از تثبیت شیمیایی هموگلوبین بر روی الکترود استفاده شد. پارامترهای سینیتکی و ترمودینامیکی مانند ks ،? و n محاسبه گردید. ب- رفتار الکتروشیمیایی نیتریت بر روی الکترود اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهایی مانند d, n, na, ? محاسبه گردید و مکانیسم احیای نیتریت بر روی الکترود مغز مداد پوشیده شده با هموگلوبین پیشنهاد گردید. بیوسـنسور طراحی شده برای انـدازه گیری نیـتریت در غلظت های پائین به روش ولتامتری پالس تفاضلی مورد استفاده قرار گرفت. محدوده خطی روش µm 245-10 و حد تشخیص برابر با µm 5 به دست آمد. این بیوسنسور برای اندازه گیری نیتریت در نمونه اسفناج مورد استفاده قرار گرفت. ج- در بخش بعدی کار، بیوسنسور طراحی شده برای بررسی رفتار الکتروشیمیایی هیدروژن پراکسید مورد استفاده قرار گرفت. بررسی های ولتامتری چرخه ای نشان داد هیدروژن پراکسید به صورت واسطه¬ای بر روی مغز مداد پوشیده شده با هموگلوبین احیا می شود. با محاسبه d, n, na, ? ، مکانیسم احیای هیدروژن پراکسید بر روی الکترود پیشنهاد گردید. در نهایت روش آمپرومتری برای اندازه گیری هیدروژن پراکسید در غلظت های پائین مورد استفاده قرار گرفت. محدوده خطی روش µm 245- 5 و حد تشخیص برابر با µm 1 به دست آمد. این بیوسنسور برای اندازه گیری هیدروژن پراکسید در نمونه عسل مورد استفاده قرار گرفت. قابلیت الکترود اصلاح شده برای اندازه گیری همزمان نیتریت و هیدروژن پراکسید نیز بررسی شد. نتایج نشان داد این بیوسنسور همزمان می تواند برای اندازه گیری این دو آنالیت مورد استفاده قرار بگیرد. د- در بخش پایانی کار رفتار الکتروشیمیایی پرسولفات بر روی الکترود اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از ولتامتری چرخه ای نشان داد که احیای پرسولفات بر روی الکترود پوشیده شده با هموگلوبین نیز به صورت واسطه¬ای انجام می گیرد. در مورد این آنالیت نیز d, n, na, ? محاسبه و مکانیسم احیای احتمالی پیشنهاد گردید. الکترود اصلاح شده برای اندازه گیری پرسولفات در غلظت های پائین به روش آمپرومتری مورد استفاده قرار گرفت. محدوده خطی بین ?m 50- 5/2 و حد تشخیص برابر با ?m 6/0 به دست آمد. با استفاده از این الکترود اندازه گیری پرسولفات در نمونه پودر دکلره، با موفقیت انجام گرفت.

خاصیت هدایت پذیری خوب، خاصیت ذاتی الکتروکاتالیزی و پنجره پتانسیلی وسیع مایعات یونی باعث شده است که در سال های اخیر توجه فزاینده ای برای استفاده از مایعات یونی به منظور اصلاح بسترهای الکترودی صورت پذیرد. در این کار پژوهشی از تعدادی از مایعات یونی سنتز شده به صورت تنها یا ترکیب با نانولوله های کربنی برای اصلاح سطح الکترود کربن سرامیک استفاده شد. کار پژوهشی حاضر شامل 6 بخش است که به ترتیب زیر می توان خلاصه کرد:الف- مایع یونی 1-بوتیل 3-متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات سنتز شد و برای پراکنده سازی و منفرد کردن نانولوله های کربنی با تشکیل نانوکامپوزیتی از هردو مورد استفاده قرار گرفت. نانوکامپوزیت مذکور برای اصلاح سطح الکترود کربن سرامیک برهنه مورد استفاده قرار گرفت. الکترود مذکور برای اندازه گیری انتخابی دوپامین در نمونه های زیستی بکار گرفته شد. محدوده خطی الکترود مذکور با استفاده از روش ولتامتری پالس تفاضلی نسبت به غلظت های دوپامین در محدوده غلظتی µm 130-3 با حد تشخیص برابر با µm 87/0 بدست آمد. این حسگر برای اندازه گیری دوپامین در نمونه های آمپول تزریقی دوپامین و نمونه سرم خون انسان مورد استفاده قرار گرفت. ب- الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانوکامپوزیت نانولوله های کربنی و مایع یونی1-بوتیل 3-متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات برای اندازه گیری همزمان رنگ های خوراکی زرد سانست و تارترازین بکار گرفته شد. پس از آنالیز سطح الکترود اصلاح شده بوسیله میکروسکوپ روبش الکترونی، رفتار الکتروشیمیایی رنگ های مزبور در روی الکترودهای برهنه و اصلاح شده مقایسه شد. در ادامه عوامل مختلف تاثیر گذار بر روی کارآیی الکترود اصلاح شده بهینه سازی شدند. سپس با استفاده از تکنیک ولتامتری پالس تفاضلی، منحنی های معیارگیری برای زرد سانست و تارترازین در شرایط بهینه بترتیب برای نواحی غلظتی µm 110-4/0 و µm 70-3 با حد تشخیص های µm 1/0 و µm 1/1 بدست آمدند و در نهایت میزان این رنگها در برخی نمونه های غذایی تجاری تعیین گردید. ج- در بخش سوم کار پژوهشی مایع یونی 1-آلیل 3-متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات سنتز شد. این مایع یونی برای اصلاح سطح الکترود کربن سرامیک با استفاده از روش قطره گذاری بکار گرفته شد. آنالیز سطح الکترود کربن سرامیک با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی روبش الکترونی (sem)، پراکندگی انرژی اشعه x (edx)، پراش اشعه x (xrd)، طیف سنجی رامان و میکروسکوپ عبور الکترونی (tem) نشان داد که بر روی سطح الکترود کربن سرامیک اصلاح شده بواسطه حضور مایع یونی، ساختارهایی شبیه نانوصفحات گرافن تشکیل شده است. این الکترود برای اندازه گیری همزمان رنگ های خوراکی زرد سانست و تارترازین با محدوده های خطی بترتیب µm 15-1/0 و µm 20-1/0 و با حد تشخیص های بترتیب µm 073/0 و µm 081/0 بکار گرفته شد. در نهایت با استفاده از این حسگر میزان این رنگهای خوراکی در برخی نمونه های غذایی تجاری تعیین گردید. د- در بخش چهارم کار پژوهشی الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با مایع یونی 1-آلیل 3-متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات برای اندازه گیری همزمان دوپامین و استامینوفن بکار گرفته شد. رفتار الکتروشیمیایی گونه های مزبور در روی الکترودهای برهنه و اصلاح شده مقایسه شد. در ادامه عوامل مختلف تاثیر گذار بر روی کارآیی الکترود اصلاح شده بهینه سازی شدند. سپس با استفاده از تکنیک ولتامتری پالس تفاضلی، منحنی های معیارگیری برای دوپامین و استامینوفن با محدوده های خطی µm 20-1/0 و با حد تشخیص های بترتیب µm 068/0 و µm 063/0 در شرایط بهینه بدست آمدند و در نهایت میزان این گونه ها در برخی فرآورده های دارویی، سرم خون انسان و نمونه های ادرار تعیین گردید. ه- در بخش پنجم کار پژوهشی الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با مایع یونی 1-آلیل 3-متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات برای اندازه گیری آفت کش ایمیداکلوپراید بکار گرفته شد. رفتار الکتروشیمیایی آفت کش مزبور در روی الکترودهای برهنه و اصلاح شده مقایسه شد. در ادامه عوامل مختلف تاثیر گذار بر روی کارآیی الکترود اصلاح شده بهینه سازی شدند. سپس با استفاده از تکنیک ولتامتری پالس تفاضلی، منحنی معیارگیری برای ایمیداکلوپراید در محدوده µm 7-05/0 با حد تشخیص µm 031/0 در شرایط بهینه بدست آمد و در نهایت میزان این آفت کش در برخی فرمولاسیون های تجاری و محصولات کشاورزی تعیین گردید. ی- در بخش آخر کار پژوهشی مایع یونی 1-فروسنیل بوتیل 3-متیل ایمیدازولیوم تترا فلوئورو بورات سنتز شد. این مایع یونی به همراه نانولوله های کربنی و تشکیل نانوکامپوزیتی از این دو برای اصلاح سطح الکترود کربن سرامیک با استفاده از روش قطره گذاری بکار گرفته شد. سطح الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی روبش الکترونی (sem)، پراکندگی انرژی اشعه x (edx) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. الکترود کربن سرامیک اصلاح شده برای اندازه گیری واسطه ای هیدرازین بکار گرفته شد. با استفاده از تکنیک آمپرومتری هیدرودینامیک، منحنی معیارگیری برای هیدرازین در محدوده µm 31/3-03/0 با حد تشخیص µm 02/0 در شرایط بهینه بدست آمد. در نهایت میزان هیدرازین در دو نمونه آب دیگ بخار تعیین گردید.