ساخت الکترود یون گزین شناسایی یون سرب در محلول های آبی به روش سل− ژل

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی فیزیک، دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان

چکیده

در این کار الکترود یون‌گزین (ISE) سرب با استفاده از روش سل− ژل و بر پایه مواد اولیه تترا اتوکسی سیلان (TEOS) و دی اتوکسی دی متیل سیلان (DEDMS) ساخته و بررسی شد. اگزالیک اسید به عنوان یک حامل ارزان، ساده و کارآمد برای شناسایی و اندازگیری یون سرب معرفی و مورد استفاده قرار گرفت. پاسخ الکترود با روش اندازگیری پتانسیومتری و ویژگی‌های آن توسط آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که پاسخ الکترود به مقدار حامل استفاده شده وابسته است. الکترود ساخته شده با5/0% وزنی اگزالیک اسید بیشترین حساسیت را نسبت به یون سرب نشان می‌دهد. پاسخ خطی الکترود با شیب نرنستی mV/decade 63/28 در محدوده غلظتی 6-10×1/6 تا 2-10×7/1 مولار است. حد تشخیص الکترود برابر با 7-10×1 ، زمان پاسخ آن برابر با 15 ثانیه و زمان نیمه عمر آن حدودا 2 ماه می‌باشد. الکترود در محدوده pH حدود 4-6 قابل استفاده بوده و پاسخ مناسبی نشان می-دهد. همه نتایج بدست آمده موید این است که الکترود یون‌گزین سرب حساسیت، گزینش پذیری، پایداری بالا، زمان پاسخ سریع، تکثیر پذیری و تکرار پدیری بالایی دارد که نشان دهنده کارآمد بودن آن است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Fabrication of ion selective electrode for detection of lead ion based on aqueous sol-gel method.

نویسندگان [English]

  • Elham Golmaghani
  • Mostafa Fazli
  • Ahmad Bagheri
Student
چکیده [English]

Ion selective electrodes (ISE) based on sol–gel process usingtetraethoxysilane(TEOS), diethoxydimethylsilane(DEDMS) and oxalic acid as ionophore, was successfully developedfor detection of Pb2+in aqueous solution.The response of the electrode and also its characterization were estimated by different methods includingpotentiometry measurement, Fourier TransformInfrared (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The results indicate that the electrode response depends onionophore concentration. In these ion selective electrodes, 0.5 wt.% oxalic acid gives the best sensitivity for Pb2+.The sol–gel electrodeshows linear response with Nernstian slope of 28.63 mV/decade toward lead ionover the concentration range 6.1×10–6 to 1.7×10–2. Also, the electrodes shown detection limits of 1.0×10−7 M. The response time of this electrode was obtained 15 sec. at linear dynamic range and lifetime of nearly 2 months.The electrodeis suitable for use in aqueous solutions in a wide pH range of 4–6.All the obtained results indicate that the proposed lead ion sensor electrode have good reproducibility, repeatability, stability, selectivity and a fast response time.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sol-gel
  • Ion selective electrode
  • Oxalic acid
  • Lead ion

[1] زوار موسوی، سید حسن; ارجمندی، آزاده، مجله آب و فاضلاب، شماره 1 (1389) ص 63.

[2] مهراسبی، محمدرضا; فرهمند کیا، زهره، مجله سلامت و محیط، فصلنامه علمی پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران، شماره 1 (1387) ص 57.

[3] اسلامی، اکبر; نعمتی، رضا، فصلنامه بهداشت در عرصه دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، دانشکده بهداشت، شماره 2 (1394) ص 43.

[4] علیزاده، رضا; عابدینی، سوده; نبی بیدهندی، غلامرضا; عموعابدینی، قاسم، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، شماره 1 (1390) ص 71.

[5] K. Tyszczuk-Rotko, I. Sadok, M. Barczak, Microporous Mesoporous Mater., 230 (2016) 109.

[6] M. Mazloum-Ardakani, M. Khayat-Kashani, M. Salavati-Niasari, A. A. Ensafi, Sens. Actuators B, 107 (2005) 438.

[7] M. R. Huang, X. W. Rao, X. G. Li, Chin. J. Anal. Chem., 36 (2008) 1735.

[8] L. Sun, C. Sun, X. Sun, Electrochim. Acta, 220 (2016) 690.

[9] M. Guzinski, G. Lisak, J. Kupis, A. Jasinski, M. Bochenska, Anal. Chim. Acta, 791 (2013) 1.

[10] E. Bakker. E. Pretsch, Trends Anal. Chem., 20 (2001) 11.

[11] A. Malon, T. Vigassy, E. Bakker, E. Pretsch, J. Am. Chem. Soc., 128 (2006) 8154.

[12] Z. Yan, Q. Zhang, J. Dan, Y. Guo, L. Li, J. Anal. Chem., 66 (2011) 974.

[13] M. Mazloum-Ardakani, J. Safari, P. Pourhakkak, M. A. Sheikh-Mohseni, Intern. J. Environ. Anal. Chem., 92 (2012) 1638.

[14] D. Wilson, M. A. Arada, S. Alegret, M. d. Valle, J. Hazard. Mater., 181 (2010) 1403.

[15] A. Bahrami, A. Besharati-Seidani, A. Abbaspoura, M. Shamsipur, Electrochim. Acta, 118 (2014) 92.

[16] Z. Yan, Y. Wang, Y. Guo, J. Anal. Chem., 64 (2009) 1252.

[17] A. Jasinski, M. Guzinski, G. Lisak, J. Bobacka, M. Bochenska, Sens. Actuators, B, 218 (2015) 25.

[18] Y. Umezawa, P. Buhlmann, K. Umezawa, K. Tohda, S. Amemiya, Pure Appl. Chem., 72 (2000) 1851.

[19] Y. Umezawa, K. Umezawa, H, Sato, Pure Appl. Chem., 67 (1995) 507.

[20] M. L. Zheludkevich, M. Salvadob, M. G. S. Ferreira, J. Mater. Chem., 15 (2005) 5099.

[21] D. Seifzadeh, E. Golmoghani-Ebrahimi, Surf. Coat. Technol., 210 (2012) 103.

[22] F. Rubio, J. Rubio, J. L. Oteo, Spectrosc. Lett., 31 (1998) 199.

[23] L. M. Johnson, L. Gao, C. W. Shields, M. Smith, K. Efimenko, K. Cushing, J. Genzer, G. P. Lopez, J. Nanobiotechnology, 11 (2013) 22.

[24] A. Kumar Kushwaha, N. Gupta, M.C. Chattopadhyaya, Arab. J. Chem.,10 (2017) S81.

[25] M. Hosseini, M. Rahimi, H. Bagheri-Sadeghi, S. Taghvaei-Ganjali, S. Dehghan-Abkenar, M. R. Ganjali, Intern. J. Environ. Anal. Chem., 89 (2009) 407.

[26] S. Sadeghi, G.R. Dashti, M. Shamsipur, Sens. Actuators B: Chem., 81 (2002) 223.

[27] M. F. Mousavi, M. B. Barzeger, S. Sahari, Sens. Actuators B: Chem., 73 (2001) 199.

[28] M. A. Abbasi, Z. H. Ibupoto, M. Hussain, Y. Khan, A. Khan, O. Nur, M. Willander, Sensors, 12 (2012) 15424