<p>Cilj ove doktorske disertacija bio je razvoj novih, osetljivih, selektivnih i ekonomski<br />isplativih voltametrijskih radnih elektroda za praćenje odabranih analita kako u<br />laboratorijskim tako i pri terenskim uslovima. Ispitivana je mogućnost primene ovih radnih elektroda primenom voltametrijskih metoda kako u model rastvorima tako i u pojedinim realnim sistemima. SW-ASV zasnovana na elektrodama od staklastog ugljenika površinski modifikovanim Bi-MWCNT i BiOCl-MWCNT je primenjena za određivanje jona Pb(II) i Cd(II) pri optimizovanim uslovima merenja. Određivanje ciljnih jona vršeno je pri radnom potencijalu od -1,2 V (izmeren u odnosu na zasićenu kalomelovu elektrodu) i vremenu<br />elektrodepozicije jona od 120 s. Sva merenja su izvršena u rastvoru acetatnog pufera čija je pH-vrednost iznosila 4,0. Primenjeni koncentracioni opseg ciljnih analita iznosio je od 5 do 50 μg dm <sup>-3</sup> . Primenom ovog tipa elektrode dobijene su vrednosti granice detekcije za jone Pb(II) i Cd(II) 0,57 μg dm <sup>-3 </sup>i 1,2 μg dm<sup>-3</sup> , redom. Dobijena RSD iznosila je manje od 10% za oba jona. Ova metoda je primenjena i za određivanje ciljnih jona u realnom uzorku porne vode sedimenta a rezultati dobijeni optimizovanom voltametrijskom metodom su u dobroj saglasnosti sa rezultatima koji su dobijeni primenom komparativne GFAAS metode. Bizmut oksihlorid-višezidne ugljenične nanocevi kompozitni materijal je primenjen za površinsko modifikovanje elektrode od staklastog ugljenika za brzo i jednostavno voltametrijsko određivanje tragova Zn(II)-jona primenom SW-ASV metode. BiOClMWCNT/GCE je pokazala linearan analitički odgovor u osegu koncentracija od 2,50 do 80,0 μg dm <sup>-3 </sup>sa dobijenom vrednošću GD 0,75 μg dm<sup>-3 </sup>pri akumulacionom vremenu od 120 s i potencijalu elektrodepozicije -1,40 V u odnosu na ZKE. Merenja su vršena u acetatnom puferu pH 4,5. Dobijena RSD iznosila je 4,8 %. Upoređene su performanse novodizajnirane BiOCl-MWCNT/GCE elektrode i tradicionalne elektrode na bazi bizmut filma (BiF/GCE), MWCNT/GCE, BiF-MWCNT/GCE i nemodifikovane GC elektrode. Novodizajnirana elektroda je primenjena za detekciju i određivanje Zn(II)-jona u realnim uzorcima kao što su<br />dijetetski suplement i pekarski kvasac. Dobijeni rezultati su uporedivi sa deklarisanom vrednošću u slučaju dijetetskog suplementa a u slučaju pekarskog kvasca sa rezultatima dobijenih komparativnom FAAS .<br />Elektroda od ugljenične paste je površinski modifikovana pripremljenim kompozitom<br />koji je izgrađen od višezidnih ugljeničnih nanocevi i čestica Sb<sub>2</sub>O<sub>3.</sub> Kompozitni materijal je okarakterisan primenom TEM, EDS i XRD mernih tehnika. Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-MWCNT/CPE je okarakterisana primenom ciklične voltametrije a merenja su vršena u rastvoru hlorovodonične kiseline (pH 2,0). Primenom SW-ASV metode ova radna elektroda je upotrebljena za određivanje jona Pb(II) i Cd(II) u koncentracionom opsegu 2,0-40,0 μg dm <sup>-3 </sup>za Pb(II)-jon i 2,0-40,0 μg dm <sup>-3</sup> za Cd(II)-jon pri čemu su dobijene dobre linearne zavisnosti za oba ciljna jona. Optimalna procedura uključuje primenu Sb2O3-MWCNT/CPE u 0,01 mol dm <sup>-3</sup><br />hlorovodoničnoj kiselini uz vreme elektrodepozicije jona iz rastvora od 120 s na potencijaluod -1,2 V, pri čemu su dobijene vrednosti za GD 1,1 μg dm <sup>-3</sup> Cd(II) i 1,6 μg dm <sup>-3</sup> Pb(II). Optimizovana metoda zasnovana na ovom tipu voltametrijskog senzora je uspešno primenjena za određivanje jona Cd(II) u obogaćenom uzorku česmenske vode, gde su se dobijene vrednosti u saglasnosti sa očekivanom. Elektroda od ugljenične paste površinski je modifikovana primenom Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-MWCNT nanokompozitnog materijala i primenjena za direktno voltametrijsko određivanje imidakloprida u model rastvorima. U cilju postizanja što boljih analitičkih performansi optimizovani su eksperimentalni uslovi merenja kao što su pH-vrednost rastvora pomoćnog elektrolita i kondicioniranje površine voltametrijskog senzora. Kao optimalna pH-vrednost pomoćnog elektolita (Britton-Robinsonovog pufera) odabrana je pH 7,0, a ponavljanje ciklusa cikliranja najmanje 4 puta povoljno utiče na stabilnost voltametrijskih signala. Optimizovana metoda primenjena je za SW direktno katodno određivanje imidakloprida u koncentracionom intervalu od 1,41 do 32,77 μg cm <sup>-3</sup> uz dobijeni korelacioni faktor od 0,9995. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da su razvijene analitičke metode pre svega osetljive, selektivne, reproduktivne i jednostavne što omogućava njihovu primenu za veliki broj uzoraka. Merenjima u model i realnim rastvorima dokazana je mogućnost njihove primene u komplikovanim matriksima, pri različitim pH vredostima pri čemu su dobijeni<br />rezultati koji su u saglasnosti sa rezultatima primenjenih komparativnih metoda. Naravno, za dobijanje reprezentativnih rezultata neohodno je izvršiti optimizaciju uslova merenja što podrazumeva sam odabir supstrat-elektrode, odabir površinskog modifikatora i optimizaciju eksperimentalnih uslova merenja.</p> / <p>The aim of this Ph.D. thesis was the development of new, sensitive, selective and economically viable voltametric working electrode for continuous monitoring of different target analytes. The use of these advantaged working electrodes was investigated using voltametric methods both in model solutions and in certain real systems.SW-ASV based on glassy carbon electrode surface modified with Bi- MWCNT and BiOCl-MWCNT were applied for determination of Pb(II) and Cd(II) ions. Voltametric determination of Pb(II) and Cd(II) ions was performed at working potential of -1.2 V (measured against the saturated calomel electrode) and time of electrodeposition of 120 s. All measurements were performed in acetate buffer solution pH 4.0. Concentration range of targetanalites were 5-50 μg dm -3 . Using this type of electrode, obtained detection limits for Pb(II) and Cd(II) ions were 0.57 μg dm -3 and 1.2 μg dm -3 , respectively, with RSD lower than 10%.This method was applied for target ions determination in sediment pore water sample, and obtained results are comparable with those who are obtained using GFAAS method. Bismuth oxychloride-multiwalled carbon nanotubes composite material was applied for surface modification of the glass-carbon electrode for quick and simple voltametric determination of Zn(II) ions using the SW-ASV method. BiOCl-MWCNT/GCE showed a linear analytical response in a concentration from 2.50 to 80.0 μg dm -3 with a value of detection limit 0.75 μg dm -3 at a acumulation time of 120 s and an electrodeposition potential of -1.40 V vs. saturated calomel electrode. Measurements were carried out in acetate buffer pH 4.5. The obtained value of the RSD was 4.8%. The performance of the newly designed BiOCl-MWCNT/GCE electrode, traditional bismuth-based electrode (BiF/GCE), MWCNT/GCE, BiF-MWCNT/GCE and unmodified GC electrodes were compared. The applied electrode shows very good electroanalytic properties when determining this target ion. Obtained results are in good agreement with declared value in case of dietetic suplement, and in the brewer’s yeast sample results were comparable with FAAS results. Carbon paste electrode surface modified with new composite material based on multiwalled carbon nanotubes and Sb2O3 particles. The composite is characterized by TEM, EDS and XRD measurment. Sb2O3- MWCNT/CPE was characterized by cyclic voltammetry and measurements were carried out in a hydrochloric acid solution (pH 2.0). Using the SWASV method, this working electrode was used to determine Pb(II), Cd(II) ions in the concentration range from 2.0 to 40.0 μg dm -3 for Pb(II) and 2.0-40.0 μg dm -3 for Cd(II) ions. Newly designed sensor showed good linear dependences for both target ions. The most optimal procedure involving application of Sb2O3-MWCNT/CPE in .01 mol dm -3 hydrochloric acid, with electroposition time of target ions 120 s at a electrodeposition potential of -1.2 V. Obtained values of LOD 1,1 μg dm -3 for Cd(II) and for 1,6 μg dm -3 Pb(II) ions. An optimized method based on this type of voltametric sensor has been successfully applied for determination of Cd(II) ion in a spiked tap water sample. Results obtained during this measurment were in tune with expected results. CPE was surface modified using Sb2O3-MWCNT nanocomposite material and tested for direct voltametric determination of imidacloprid in model solutions. In order to achieve the best analytical performance, experimental conditions of measurement such as the pH value of the supporting electrolyte and conditioning of the voltametric sensor surface havebeen optimized. As an optimum pH value of the supporting electrolyte (Britton-Robinson buffer), a pH 7.0 was selected, and the repeating cycles of the cycling process at least 4 times favorably influenced the stability of the voltametric signals. The optimized method was applied for the SW direct cathodic determination of imidacloprid in the concentration range from 1.41 to 32.77 μg cm -3 with obtained correlation factor of 0.9995. Based on results it can be concluded that developed analytical methods are sensitive, selective, reproducibile and simple, which can enable their application for various number of samples. Measurements in the model and real solutions have demonstrated the possibility of their application in complicated matrices, at different pH, whereby obtained results are in accordance with the results of the applied comparative methods. For obtainig of representative results it is necessary to optimize conditions of measurment which include: selection of substrat electrode, surface modifier and optimization of experimental condition.</p>
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.ac.rs/oai:CRISUNS:(BISIS)110948 |
| Date | 12 September 2019 |
| Creators | Petrović Sandra |
| Contributors | Vaštag Đenđi, Abramović Biljana, Rončević Srđan, Gadžurić Slobodan, Stojanović Zorica |
| Publisher | Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet u Novom Sadu, University of Novi Sad, Faculty of Sciences at Novi Sad |
| Source Sets | University of Novi Sad |
| Language | Serbian |
| Detected Language | Unknown |
| Type | PhD thesis |
Page generated in 0.004 seconds