Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Изучение аналитических характеристик электродов, модифицированных наноструктурами соединений железа, полученных методом ионного наслаивания, на примере определения пероксида водорода

Работа №131162

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

химия

Объем работы70
Год сдачи2017
Стоимость4255 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
16
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение
1 Литературный обзор
1.1 Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода
1.2 Пероксид водорода как важный аналит для современного анализа.
1.3 Методы определения пероксида водорода
1.4 Электрохимическое определение пероксида водорода
1.4.1 Ферментные электрохимические сенсоры
1.4.2 Бесферментные электрохимические сенсоры
1.5 Электрокатализ.
1.6 Сенсоры на основе берлинской лазури..
1.6.1 Структура и свойства берлинской лазури.
1.6.2 Стабилизация берлинской лазури
1.7 Методы модификации электродов
1.7.1 Суть методик ПХС
1.8 Методы исследования модифицированных электродов.
1.8.1 Рентгенография
1.8.2 Сканирующая электронная микроскопия
1.8.3 Метод циклической вольтамперометрии
1.9 Постановка цели работы
2 Экспериментальная часть
2.1 Растворы и реактивы
2.3 Приборы и оборудование для проведения эксперимента
2.3.1 Приборы и параметры измерений
2.3.2 Химическая посуда
2.3.3 Электроды
2.3.4 Электрохимическая ячейка
2.3.5 Обработка экспериментальных данных
3 Результаты эксперимента и их обсуждение
3.1 Синтез наноструктур соединений железа
3.2 Выбор условий измерений
3.3 Изучение электрохимических свойств электродов, по отношению к пероксиду водорода
3.3.1 Электрод, модифицированный берлинской лазурью.
3.3.2 Электрод, модифицированный берлинской лазурью и магнетитом.
Выводы.
Благодарности
Список литературы

Определение концентрации пероксида водорода является важной аналитической задачей в медицинской диагностике, контроле состояния окружающей среды и в различных областях промышленности.
Пероксид водорода, как достаточно мощный окислитель может служить индикатором оксидативного стресса и процессов воспаления организма [1].
К тому же пероксид водорода является биологически активным веществом, являясь продуктом деятельности фермента оксидазы [2].
С точки зрения высокой чувствительности, селективности, малого времени отклика, простоты и низкой стоимости конструкции, электрохимические сенсоры на основе наночастиц представляются наиболее перспективными и удобными для детектирования пероксида водорода.
Берлинская лазурь является наиболее перспективным материалом для конструирования сенсоров на пероксид водорода, так как обладает высокой каталитической активностью к данному аналиту, и обеспечивает высокую селективность в присутствии кислорода. Однако, берлинская лазурь обладает недостаточной стабильностью при высоких концентрациях пероксида водорода [3].
В настоящее время ведутся исследования, направленные на увеличение стабильности берлинской лазури различными способами.
Применение методов послойной химической сборки позволяют получать стабильные и воспроизводимые пленки берлинской лазури [4].
Также для повышения стабильности берлинской лазури, получают неорганические композиты на ее основе.
В данной работе исследуются электроды, модифицированные наноструктурами магнетита и берлинской лазури, полученные методом ионного наслаивания.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


1. Разработаны бесферментные сенсоры на основе электродов, модифицированных наночастицами берлинской лазури и магнетита для определения пероксида водорода, позволяющие варьировать потенциалы детектирования и диапазоны определяемых концентраций в зависимости от анализируемых объектов.
2. Показано, что введение наночастиц магнетита в состав модификатора позволяет расширить диапазон определяемых концентраций на два порядка, по сравнению с электродом, модифицированным только берлинской лазурью (n*10-9 – n*10-4 М) и понизить предел обнаружения (1.7*10-9 М).


1. MacCarthy P. A., Shah A. M. Oxidative stress and heart failure //Coronary artery
disease. – 2003. – Т. 14. – №. 2. – С. 109-113.
2. Guilbault G. G., Lubrano G. J. An enzyme electrode for the amperometric
determination of glucose //Analytica chimica acta. – 1973. – Т. 64. – №. 3. – С. 439-
455.
3. Karyakin A. A., Karyakina E. E., Gorton L. Amperometric biosensor for glutamate
using Prussian blue-based “artificial peroxidase” as a transducer for hydrogen
peroxide //Analytical chemistry. – 2000. – Т. 72. – №. 7. – С. 1720-1723.
4. Ермаков С. С., Николаев К. Г., Толстой В. П. Новые электрохимические
сенсоры с электродами на основе мультислоев, синтезированных методом
послойной химической сборки, и их аналитические возможности //Успехи
химии. – 2016. – Т. 85. – №. 8. – С. 880-900.
5. Глинка Н. Л. Г 54 Общая химия: учебное пособие. – 2012.
6. Wang Y. et al. Determination of Hydrogen Peroxide in Rainwater by Using a
Polyaniline Film and Platinum Particles Co‐Modified Carbon Fiber Microelectrode
//Electroanalysis. – 1998. – Т. 10. – №. 11. – С. 776-778.
7. García-Alonso F. J. et al. Changes in antioxidant compounds during the shelf life of
commercial tomato juices in different packaging materials //Journal of agricultural
and food chemistry. – 2009. – Т. 57. – №. 15. – С. 6815-6822.
8. Штаркман И. Н. и др. Влияние аминокислот на образование перекиси водорода
и гидроксильных радикалов в воде и 8-оксогуанина в ДНК при воздействии
рентгеновского излучения //Биохимия. – 2008. – Т. 73. – №. 4. – С. 576-586.
9. Yorek M. A. The role of oxidative stress in diabetic vascular and neural disease //Free
radical research. – 2003. – Т. 37. – №. 5. – С. 471-480.
10. Большаков, И. А.. Микросенсоры на основе берлинской лазури для
определения пероксида водорода в биологических объектах: дис. … канд. хим.
наук: 02.00.02 / Большаков Иван Александрович; М: МГУ им. М.В.
Ломоносова. Хим. фак., – 2010. –131 С.67
11. Huckaba C. E., Keyes F. G. The accuracy of estimation of hydrogen peroxide by
potassium permanganate titration //Journal of the American Chemical Society. –
1948. – Т. 70. – №. 4. – С. 1640-1644.
12. Matsubara C., Kawamoto N., Takamura K. Oxo [5, 10, 15, 20-tetra (4-pyridyl)
porphyrinato] titanium (IV): an ultra-high sensitivity spectrophotometric reagent for
hydrogen peroxide //Analyst. – 1992. – Т. 117. – №. 11. – С. 1781-1784.
13. Hirakawa K. Fluorometry of hydrogen peroxide using oxidative decomposition of
folic acid //Analytical and bioanalytical chemistry. – 2006. – Т. 386. – №. 2. – С.
244-248.
14. Marle L., Greenway G. M. Determination of hydrogen peroxide in rainwater in a
miniaturised analytical system //Analytica chimica acta. – 2005. – Т. 548. – №. 1. –
С. 20-25.
15. Takahashi A. et al. Determination of Hydrogen Peroxide by High-Performance
Liquid Chromatography with a Cation-Exchange Resin Gel Column and
Electrochemical Detector //Analytical sciences. – 1999. – Т. 15. – №. 5. – С. 481-
483.
16. Преснова Г. В., Рубцова М. Ю., Егоров А. М. Электрохимические биосенсоры
на основе пероксидазы хрена //Рос. хим. журн.(Журн. Рос. хим. об ва им. ДИ
Менделе ева).—2008.—Т. LІІ. – 2008. – №. 2. – С. 60-65.
17. Iaropolov A. I. et al. Electroreduction of hydrogen peroxides on the electrode with
immobilized peroxidase //Doklady Akademii Nauk SSSR. – 1979. – Т. 249. – №. 6. –
С. 1399-1401.
18. Vreeke M., Maidan R., Heller A. Hydrogen peroxide and. beta.-nicotinamide adenine
dinucleotide sensing amperometric electrodes based on electrical connection of
horseradish peroxidase redox centers to electrodes through a three-dimensional
electron relaying polymer network //Analytical Chemistry. – 1992. – Т. 64. – №. 24.
– С. 3084-3090.
19. Николаев К. Г.. Повышение стабильности аналитического сигнала и
миниатюризация вольтамперометрических сенсоров для определения глюкозы
и пероксида водорода: дис. … канд. хим. наук: 02.00.02 – аналитическая химия
/ Николаев Константин Геннадьевич; М: СПбГУ. Хим. фак., – 2017. –139 С.68
20. Брайнина Х. З., Козицына А. Н. Химические и биохимические сенсоры: от
биосенсоров к биочипам и мультисигнальным системам - Москва: Изд-во
Наука, 2011. - гл. 7 - С. с. 314.
21. Wang J. Electrochemical biosensing based on noble metal nanoparticles
//Microchimica Acta. – 2012. – Т. 177. – №. 3-4. – С. 245-270.
22. Баника Ф. Г. Химические и биологические сенсоры: основы и применения //М.:
Техносфера. – 2014.
23. Yang G., Chen F., Yang Z. Electrocatalytic oxidation of hydrogen peroxide based on
the shuttlelike nano-CuO-modified electrode //International Journal of
Electrochemistry. – 2012. – Т. 2012.
24. Lokesh K. S. et al. Porphyrin macrocycle-stabilized gold and silver nanoparticles and
their application in catalysis of hydrogen peroxide //Dyes and Pigments. – 2015. – Т.
120. – С. 155-160.
25. Puganova E. A., Karyakin A. A. New materials based on nanostructured Prussian
blue for development of hydrogen peroxide sensors //Sensors and Actuators B:
Chemical. – 2005. – Т. 109. – №. 1. – С. 167-170.
26. Liu X., Zhu H., Yang X. An amperometric hydrogen peroxide chemical sensor based
on graphene-Fe 3 O 4 multilayer films modified ITO electrode //Talanta. – 2011. – Т.
87. – С. 243-248.
27. Zhang Y., Wilson G. S. Electrochemical oxidation of H2O2 on Pt and Pt+ Ir
electrodes in physiological buffer and its applicability to H2O2-based biosensors
//Journal of Electroanalytical Chemistry. – 1993. – Т. 345. – №. 1-2. – С. 253-271.
28. Karyakin A. A. Prussian blue and its analogues: electrochemistry and analytical
applications //Electroanalysis. – 2001. – Т. 13. – №. 10. – С. 813-819.
29. Karyakin A. A. et al. Prussian blue based nanoelectrode arrays for H2O2 detection
//Analytical chemistry. – 2004. – Т. 76. – №. 2. – С. 474-478.
30. Karyakin A. A. et al. Electrochemical sensor with record performance characteristics
//Angewandte Chemie International Edition. – 2007. – Т. 46. – №. 40. – С. 7678-
7680.
31. Tseng K. S., Chen L. C., Ho K. C. Amperometric detection of hydrogen peroxide at
a Prussian Blue-modified FTO electrode //Sensors and Actuators B: Chemical. –
2005. – Т. 108. – №. 1. – С. 738-745.69
32. O'Halloran M. P., Pravda M., Guilbault G. G. Prussian Blue bulk modified screenprinted electrodes for H 2 O 2 detection and for biosensors //Talanta. – 2001. – Т. 55.
– №. 3. – С. 605-611.
33. Кулис Ю. Ю., Разумас В. Й. Биокатализ в электрохимии органических
соединений //Вильнюс: Москлас. – 1983.
34. Itaya K., Ataka T., Toshima S. Spectroelectrochemistry and electrochemical
preparation method of Prussian blue modified electrodes //Journal of the American
Chemical Society. – 1982. – Т. 104. – №. 18. – С. 4767-4772.
35. Borisova A. V. et al. Current‐Free Deposition of Prussian Blue with Organic
Polymers: Towards Improved Stability and Mass Production of the Advanced
Hydrogen Peroxide Transducer //Electroanalysis. – 2009. – Т. 21. – №. 3‐5. – С. 409-
414.
36. Толстой В. П. Реакции ионного наслаивания. Применение в нанотехнологии
//Успехи химии. – 2006. – Т. 75. – №. 2. – С. 183-199.
37. Будников Г. К., Майстренко В. Н., Вяселев М. Р. Основы современного
электрохимического анализа. – М. : " Мир", 2003.
38. Князев А.В., Сулейманов Е.В. Основы рентгенофазового анализа. Учебнометодическое пособие. Н. Новгород. 2005. 23 с.
39. Павлова Л. А. и др. Рентгеноспектральный электронно-зондовый микроанализ
природных объектов. – Новосибирск : Наука, 2000.
40. Лаврентьев Ю. Г. Научные совещания по рентгеновской спектроскопии и
рентгеноспектральному анализу как отражение процесса становления и
развития отечественного рентгеноспектрального микроанализа //Аналитика и
контроль. – 2013. – Т. 17. – №. 3. – С. 252-274.
41. Электронный ресурс http://lab.bmstu.ru/rem/parts3/parts1/index.htm
42. Уманский Я. С. и др. Кристаллография, рентгенография и электронная
микроскопия. – 1982.
43. Шольц Ф. (ред.). Электроаналитические методы: Теория и практика. – БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2006.
44. Gosser D. K. Cyclic voltammetry: simulation and analysis of reaction mechanisms. –
New York : VCH, 1993. – Т. 43.70
45. Золотов Ю. А. Основы аналитической химии. Том 2. Учебник для вузов в 2-х
томах. – М.: Высш.шк., 1996. -383 с.: ил.
46. Massart R. Preparation of aqueous magnetic liquids in alkaline and acidic media
//IEEE transactions on magnetics. – 1981. – Т. 17. – №. 2. – С. 1247-1248.
47. Кукло, Л. И.. Синтез двойных оксидов железа (III) и композитов на основе
наночастиц магнетита и маггемита методами ионного и ионно-коллоидного
наслаивания: дис. … канд. хим. наук: 02.00.21 — химия твердого тела/ Кукло
Леонид Игоревич; М: СПбГУ. Хим. фак., – 2017. –120 С.
48. Moriguchi I. et al. Synthesis of ultrathin films of Prussian blue by successive ion
adsorption technique //Chemistry letters. – 2002. – Т. 31. – №. 3. – С. 310-311.
49. Karyakin A. A., Karyakina E. E., Gorton L. On the mechanism of H 2 O 2 reduction
at Prussian Blue modified electrodes //Electrochemistry Communications. – 1999. –
Т. 1. – №. 2. – С. 78-82

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ