Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2020 / Cilt: 35 - Sayı: 3

Termal indirgenmiş grafen oksit ile elektrokimyasal olarak askorbik asit tayini

Electrochemical determination of ascorbic acid with thermally reduced graphene oxide

Sayfa
1589–1602
Yayın Tarihi
2020-04-07
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

XRD analiz verileri kullanılarak yaklaşık 3,32 tabaka sayısına sahip T-rGO elde edildiği tespit edilmiştir. 5,0 mM AA içeren farklı pH değerlerine sahip (6, 7 ve 8) PBS arasından, pH 8 çözeltisindeki GCE/T-rGO elektrotu için en belirgin anodik yükseltgenme piki elektrot üzerinden geçen en yüksek akım miktarıyla elde edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada termal olarak indirgenmiş grafen oksit (T-rGO) ve Nafion çözeltisi (N117) ile kaplanmış camsı karbon elektrotun (GCE), fosfat tampon çözeltisindeki (PBS) askorbik asitin (AA) varlığına göre elektrokimyasal davranışı dönüşümlü voltametri (CV), diferansiyel puls voltametri (DPV) ve amperometrik tekniklerle incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:XRD analiz verileri kullanılarak yaklaşık 3,32 tabaka sayısına sahip T-rGO elde edildiği tespit edilmiştir. 5,0 mM AA içeren farklı pH değerlerine sahip (6, 7 ve 8) PBS arasından, pH 8 çözeltisindeki GCE/T-rGO elektrotu için en belirgin anodik yükseltgenme piki elektrot üzerinden geçen en yüksek akım miktarıyla elde edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu nedenlerle, hazırlanan GCE/T-rGO elektrotların AA molekülünün elektrokimyasal tayininde kullanılabileceği düşünülmektedir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:İndirgenmiş grafen oksit · modifiye hummers yöntemi · askorbik asit

Özet

Bu çalışmada termal olarak indirgenmiş grafen oksit (T-rGO) ve Nafion çözeltisi (N117) ile kaplanmış camsı karbon elektrotun (GCE), fosfat tampon çözeltisindeki (PBS) askorbik asitin (AA) varlığına göre elektrokimyasal davranışı dönüşümlü voltametri (CV), diferansiyel puls voltametri (DPV) ve amperometrik tekniklerle incelenmiştir. Bu amaçla T-rGO, başlangıç malzemesi olan sentetik grafitten modifiye Hummers yöntemi ile grafen oksite (GO), ardından da GO’nun inert gaz ortamında termal işlem uygulanarak indirgenmesi ile sentezlenmiştir. Yapının karakterize edilmesi amacıyla SEM, XRD, Raman, FTIR ve elementel analiz gibi çeşitli teknikler kullanılmıştır. XRD analiz verileri kullanılarak yaklaşık 3,32 tabaka sayısına sahip T-rGO elde edildiği tespit edilmiştir. 5,0 mM AA içeren farklı pH değerlerine sahip (6, 7 ve 8) PBS arasından, pH 8 çözeltisindeki GCE/T-rGO elektrotu için en belirgin anodik yükseltgenme piki elektrot üzerinden geçen en yüksek akım miktarıyla elde edilmiştir. GCE/T-rGO elektrotu ile elde edilen sonuçlara göre, AA, derişim ve anodik pik akımı arasındaki geniş doğrusal tayin aralığında (4,0-100,0 mM, R2=0,9978) yüksek hassasiyet (0,3 μA mM-1), tayin limiti (0,61 μM), yeniden üretilebilirlik (RSD=%6,25, n=3) ve tekrarlanabilirlikle (RSD=%2,14, n=3) belirlenebilmektedir. Ayrıca, GCE/T-rGO elektrot ürik asit, NaCl ve CaCl2’e karşı yüksek seçicilik sergilemiştir. Bu nedenlerle, hazırlanan GCE/T-rGO elektrotların AA molekülünün elektrokimyasal tayininde kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract

In this study, electrochemical behavior of a glassy carbon electrode (GCE), which is covered with thermally reduced graphene oxide (T-rGO) and Nafion solution (N117), is investigated using the cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and amperometric techniques in phosphate buffer solution (PBS) contains ascorbic acid (AA). For this purpose, T-rGO is synthesized from synthetic graphite as the starting material to graphene oxide by modified Hummers method, followed by reduction of graphene oxide with flash heat treatment in inert gas environment. In order to characterize the structure, several techniques such as SEM, XRD, Raman, FTIR and elemental analysis are used. Number of layer of T-rGO is determined as about 3.32 with using XRD analysis data. In the PBS with different pH values (6, 7 and 8) containing 5.0 mM AA, the highest current value with a clearly anodic oxidation peak is obtained for the GCE/T-rGO electrode in the pH 8 PBS. According to the results obtained with GCE/T-rGO electrode, AA can be detected over a wide linear detection range between the AA concentration and anodic peak current (4.0-100.0 mM, R2=0.9978) with good sensitivity (0.3 μA mM-1), high detection limit (0.61 μM), good reproducibility (RSD=6.25%, n=3) and repeatability (RSD=2.14%, n=3). In addition, the GCE/T-rGO electrode showed good selectivity against the uric acid, NaCl and CaCl2. For these reasons, it is thought that the GCE/T-rGO electrodes can be used for electrochemical determination of AA molecule.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

OKUTAN, M. (2020). Termal indirgenmiş grafen oksit ile elektrokimyasal olarak askorbik asit tayini. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 35 - Sayı: 3, 1589–1602. https://ajindex.com/articles/19782

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (16)

  1. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., Firsov A.A., Electric field effect in atomically thin carbon films, Science, 306, 666-669, 2004
  2. Chee W.K., Lim H.N., Huang N.M., Harrison I., Nanocomposites of graphene/polymers: a review, RSC Adv., 5, 68014-68051, 2015
  3. Shams S.S., Zhang R., Zhu J., Graphene synthesis: a review, Mater. Sci. Pol., 33 (3), 566-578, 2015
  4. Zhu Y., Murali S., Cai W., Li X., Suk J.W., Potts J.R., Ruoff R.S., Graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications, Adv. Mater., 22 (35), 3906-3924, 2010
  5. Johra F.T., Lee J.W., Jung W.G., Facile and safe graphene preparation on solution based platform, J. Ind. Eng. Chem. 20, 2883-2887, 2014
  6. Singh R.K., Kumar R., Singh D.P., Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and frontier applications, RSC Adv., 6, 64993-65011, 2016
  7. Brodie B.C., Sur le poids atomique du graphite, Ann. Chim. Phys., 59, 466-472, 1860
  8. Staudenmaier L., Verfahren zur darstellung der graphitsäure, Ber. Dtsch. Chem. Ges., 31 (2), 1481-1487, 1898
  9. Hofmann U., König E., Untersuchungen über graphitoxyd, Z. Anorg. Allg. Chem., 234, 311-336, 1937
  10. Hummers W.S., Offeman R.E., Preparation of graphitic oxide, J. Am. Chem. Soc., 80, 1339-1339, 1958
  11. Ha H.W., Choudhury A., Kamal T., Kim D.H., Park S.Y., Effect of chemical modification of graphene on mechanical, electrical, and thermal properties of polyimide/graphene nanocomposites, ACS Appl. Mater. Interfaces, 4 (9), 4623-4630, 2012
  12. Chang K.C., Lu H.I., Lai M.C., Hsu C.H., Hsiao Y.R., Huang K.Y., Chuang T.L., Yeh J.M., Liu W.R., Enhancement of physical properties of electroactive polyimide nanocomposites by addition of graphene nanosheets, Polym. Int., 63, 1011-1017, 2014
  13. Voiry D., Yang J., Kupferberg J., Fullon R., Lee C., Jeong H.Y., Shin H.S., Chhowalla M., High-quality graphene via microwave reduction of solution-exfoliated graphene oxide, Science, 353 (6306), 1413-1416, 2016
  14. Duy L.T., Kalanur S.S., Cho I.S., Seo H., Rapid photocatalytic reduction of graphene oxide indirectly activated by the domino effect of ethanol oxidation on a titanium dioxide film, Mater. Chem. Phys., 218, 289-295, 2018
  15. Kim S., Choi K., Park S., Solvothermal reduction of graphene oxide in dimethylformamide, Solid State Sci., 61, 40-43, 2016
  16. Zhu C., Zhai J., Wen D., Dong S., Graphene oxide/polypyrrole nanocomposites: one-step electrochemical doping, coating and synergist