Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Điện cực carbon thủy tinh được biến tính bằng nano-rod hydroxyapatite/chitosan để xác định ion Cu(II)
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất một phương pháp đơn giản để chế tạo cảm biến điện hóa xác định ion đồng (II) trong dung dịch nước dựa trên việc sử dụng một nanocomposite hydroxyapatite nano-rod/chitosan (HA/CS) được phủ trên bề mặt điện cực carbon thủy tinh (GCE). Đầu tiên, các nano-rod hydroxyapatite (HA) đã được tổng hợp thông qua phản ứng kết tủa đơn giản sử dụng bùn Ca(OH)2 và axit phosphoric (H3PO4) làm tiền chất. Sau đó, HA đã được tổng hợp được phân tán vào ma trận chitosan (CS) để biến tính GCE bằng kỹ thuật đổ giọt. Đặc trưng của lớp phủ HA và HA/CS trên GCE đã được phân tích bằng các kỹ thuật Kính hiển vi điện tử truyền qua/Quét (TEM/SEM), Phân tích X-Ray (XRD) và Kính phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR). Các hoạt động điện hóa của GCE nguyên thủy, GCE được biến tính bằng CS (GCE/CS) và GCE được biến tính bằng HA/CS (GCE/HA/CS) đã được đánh giá trong đệm natri axetat (NaAc-HAc) với sự có mặt/không có mặt của ion Ni2+, Co2+ hoặc Cu2+ để kiểm tra độ nhạy và tính chọn lọc của cảm biến Cu2+ được phát triển. Kết quả đánh giá cho thấy cảm biến GCE/HA/CS có độ nhạy đối với ion Cu2+ là 7.688 ± 0.5324 µA mM− 1, đây là mức độ nhạy cao nhất đối với ion Cu2+ so với GCE hoặc GCE/CS. Thêm vào đó, cảm biến điện hóa Cu2+ được đề xuất đã được áp dụng để xác định nồng độ ion Cu2+ trong nước máy với độ hồi phục cao đã được tìm thấy.
Từ khóa
#cảm biến điện hóa #ion đồng #hydroxyapatite #chitosan #điện cực carbon thủy tinhTài liệu tham khảo
Wang, Y., Dong, X., Zhao, L., Xue, Y., Zhao, X., Li, Q., Xia, Y.: Facile and green fabrication of carrageenan-silver nanoparticles for colorimetric determination of Cu2+ and S2−. Nanomaterials 10: (2020) Article number 83. https://doi.org/10.3390/nano10010083
Deshmukh, M.A., Celiesiute, R., Ramanaviciene, A., Shirsat, M.D., Ramanavicius, A.: EDTA_PANI/SWCNTs nanocomposite modified electrode for electrochemical determination of copper (II), lead (II) and mercury (II) ions. Electrochim. Acta. 259, 930–938 (2018). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.10.131
Deshmukh, M.A., Patil, H.K., A.Bodkhe, G., Yasuzawa, M., Koinkar, P., Ramanaviciene, A., Shirsat, M.D., Ramanavicius, A.: EDTA-modified PANI/SWNTs nanocomposite for differential pulse voltammetry based determination of Cu(II) ions. Sens. Actuators B. 260, 331–338 (2018). https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.12.160
Deshmukh, M.A., Gicevicius, M., Ramanaviciene, A., Shirsat, M.D., Viter, R., Ramanavicius, A.: Hybrid electrochemical/electrochromic Cu(II) ion sensor prototype based on PANI/ITO-electrode. Sens. Actuators B. 248, 527–535 (2017). https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.03.167
Çiftçi, H., Tamer, U., Metin, A., Alver, E., Kizir, N.: Electrochemical copper (II) sensor based on chitosan covered gold nanoparticles. Journal of Applied Electrochemistry. 44, 563–571 (2014). https://doi.org/10.1007/s10800-014-0676-0
Adhami, K., Asadollahzadeh, H., Ghazizadeh, M.: Preconcentration and determination of nickel (II) and copper (II) Ions, in vegetable oils by [TBP] [PO4] IL-based dispersive liquid–liquid microextraction technique, and flame atomic absorption spectrophotometry. J. Food Compos. Anal. (2020) 103457. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2020.103457
Baghban, N., Yilmaz, E., Soylak, M.: Nanodiamond/MoS2 nanorod composite as a novel sorbent for fast and effective vortex-assisted micro solid phase extraction of lead(II) and copper(II) for their flame atomic absorption spectrometric detection. J. Mol. Liq. 234, 260–267 (2017). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.03.079
Ghorbani, Y.A., Ghoreishi, S.M., Ghani, M.: Derived N-doped carbon through core-shell structured metal-organic frameworks as a novel sorbent for dispersive solid phase extraction of Cr(III) and Pb(II) from water samples followed by determination through flame atomic absorption spectrometry, Microchem. J. (2020) 104786. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.104786
Imran, K., Harinath, Y., Naik, B.R., Kumar, N.S., Seshaiah, K.: A new hybrid sorbent 2,2’-pyridil functionalized SBA-15 (Pyl-SBA-15) synthesis and its applications in solid phase extraction of Cu(II) from water samples. J. Environ. Chem. Eng. 7, 103170 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103170
Zhou, Y., Zhao, H., He, Y., Ding, N., Cao, Q.: Colorimetric detection of Cu2+ using 4-mercaptobenzoic acid modified silver nanoparticles. Colloids Surf. A. 391, 179–183 (2011). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.07.026
Joo, D.H., Mok, J.S., Bae, G.H., Oh, S.E., Kang, J.H., Kim, C.: Colorimetric detection of Cu2+ and fluorescent detection of PO43− and S2− by a multifunctional chemosensor. Ind.Eng. Chem. Res. 56, 8399–8407 (2017). https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b01115
Vashisht, D., Sharma, S., Kumar, R., Saini, V., Saini, V., Ibhadon, A., Sahoo, S.C., Sharma, S., Mehta, S.K., Kataria, R.: Dehydroacetic acid derived Schiff base as selective and sensitive colorimetric chemosensor for the detection of Cu(II) ions in aqueous medium. Microchem. J. 155, 104705 (2020). https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.104705
Ghodake, G.S., Shinde, S.K., Saratale, R.G., Kadam, A.A., Saratale, G.D., Syed, A., Ameen, F., Kim, D.-Y.: Colorimetric detection of Cu2+ based on the formation of peptide-copper complexes on silver nanoparticle surfaces. Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1414–1422 (2018). https://doi.org/10.3762/bjnano.9.134
Vyas, G., Bhatt, S., Si, M.K., Jindani, S., Suresh, E., Ganguly, B., Paul, P.: Colorimetric dual sensor for Cu(II) and tyrosine and its application as paper strips for detection in water and human saliva as real samples. Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 230, 118052 (2020). https://doi.org/10.1016/j.saa.2020.118052
Okda, H.E., Sayed, S.El, Otri, I., Ferreira, R.C.M., Costa, P.G.S., Raposo, M.M.M., Martínez-Máñez, R., F. Sancenón, 2,4,5-Triaryl imidazole probes for the selective chromo-fluorogenic detection of Cu(II). Prospective use of the Cu(II) complexes for the optical recognition of biothiols, Polyhedron 170: (2019) 388–394. https://doi.org/10.1016/j.poly.2019.05.055
Teerasarunyanon, R., Watchasit, S., Suksai, C., Tuntulani, T., Ruangpornvisuti, V.: UV–vis and theoretical studies on an ensemble of dinuclear Cu(II) complex of anthracene–based tripodal tetramine with pyrogallol red for cyanide detection and species distribution in aqueous solution. Inorg. Chem. Commun. 108, 107502 (2019). https://doi.org/10.1016/j.inoche.2019.107502
Saleh, S.M., Ali, R., Hegazy, M.-E.F., Alminderej, F.M., Mohamed, T.A.: The natural compound chrysosplenol-D is a novel, ultrasensitive optical sensor for detection of Cu(II). J. Mol. Liq. 302, 112558 (2020). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.112558
Sorenson, A.E., Schaeffer, P.M.: A new bivalent fluorescent fusion protein for differential Cu(II) and Zn(II) ion detection in aqueous solution. Anal. Chim. Acta. 1101, 120–128 (2020). https://doi.org/10.1016/j.aca.2019.12.017
Oztekin, Y., Tok, M., Nalvuran, H., Kiyak, S., Gover, T., Yazicigil, Z., Ramanaviciene, A., Ramanavicius, A.: Electrochemical modification of glassy carbon electrode by poly-4-nitroaniline and its application for determination of copper(II). Electrochim. Acta. 56, 387–395 (2010). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.08.064
Oztekin, Y., Yazicigil, Z., Ramanaviciene, A., Ramanavicius, A.: Square wave voltammetry based on determination of copper (II) ions by polyluteolin- and polykaempferol-modified electrodes. Talanta. 85, 1020–1027 (2011). https://doi.org/10.1016/j.talanta.2011.05.005
Fu, H.-H., Chen, L., Shi, Y.-L., Kong, W., Zhang, X., Hou, J., Li, H., Wang, G., Yu, F., Guo, X.: Hierarchical CoNiO2 polyhedral mesoporous nanoparticles: Hydrothermal microwave carbon bath process synthesis and ultrahigh electrochemical activity for detection of Cu(II). Electrochim. Acta. 320, 134581 (2019). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.134581
Dedelaite, L., Kizilkaya, S., Incebay, H., Ciftci, H., Ersoz, M., Yazicigil, Z., Oztekin, Y., Ramanaviciene, A., Ramanavicius, A.: Electrochemical determination of Cu(II) ions using glassy carbon electrode modified by some nanomaterials and 3-nitroaniline. Colloids Surf. A. 483, 279–284 (2015). https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2015.05.054
Sayen, S., Gérardin, C., Rodehüser, L., Walcarius, A.: Electrochemical Detection of Copper(II) at an Electrode Modified by a Carnosine–Silica Hybrid Material. Electroanalysis. 15, 422–430 (2003). https://doi.org/10.1002/elan.200390049
Singh, S., Pankaj, A., Mishra, S., Tewari, K., Singh, S.P.: Cerium oxide-catalyzed chemical vapor deposition grown carbon nanofibers for electrochemical detection of Pb(II) and Cu(II). J. Environ. Chem. Eng. 7, 103250 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103250
Oztekin, Y., Yazicigil, Z., Ramanaviciene, A., Ramanavicius, A.: Polyphenol-modified glassy carbon electrodes for copper detection. Sens. Actuators B. 152, 37–48 (2011). https://doi.org/10.1016/j.snb.2010.09.057
Kanchana, P., Sudhan, N., Anandhakumar, S., Mathiyarasu, J., Manisankar, P., Sekar, C.: Electrochemical detection of mercury using biosynthesized hydroxyapatite nanoparticles modified glassy carbon electrodes without preconcentration. RSC Adv.. 5, 68587–68594 (2015). https://doi.org/10.1039/C5RA11424A
Fang, X., Zhu, S., Ma, J., Wang, F., Xu, H., Xia, M.: The facile synthesis of zoledronate functionalized hydroxyapatite amorphous hybrid nanobiomaterial and its excellent removal performance on Pb2+ and Cu2+. J. Hazard. Mater. 392, 122291 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122291
Liu, Y., Tang, Y., Wu, J., Sun, J., Liao, X., Teng, Z., Lu, G.: Facile synthesis of biodegradable flower-like hydroxyapatite for drug and gene delivery. J. Colloid Interface Sci. 570, 402–410 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.03.010
Wang, Z., Jiang, S., Zhao, Y., Zeng, M.: Synthesis and characterization of hydroxyapatite nano-rods from oyster shell with exogenous surfactants. Mater. Sci. Eng.: C. 105, 110102 (2019). https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110102
Ebbing, D., Gammon, S.D.: General Chemistry, Enhanced Edition, Cengage Learning (2010)
Fanna, D.J., Lima, L.M.P., Craze, A.R., Trinchi, A., Wuhrer, R., Lindoy, L.F., Wei, G., Reynolds, J.K., Li, F.: Ultrasensitive colorimetric and ratiometric detection of Cu2+: acid-base properties, complexation, and binding studies. ACS Omega 3, 10471–10480 (2018). https://doi.org/10.1021/acsomega.8b01483