Разработка и апробация угольно-пастовых электродов на основе моторных масел
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?земельных элементов (Gd3+, Lu3+ и Pr3+) [21] и другими модификаторами. Массив УПЭ изготавливали по печатной технологии и использовали для оценки вкуса различных напитков и пищевых продуктов. В частности УПЭ, содержащие в пасте бис-фталоцианиновые комплексы Gd3+, Lu3+ и Pr3+, применяли для тестирования красных вин различной степени зрелости, изготовленных в двух географических областях Испании. Вольтамперограммы регистрировали в условиях циклической и квадратно-волновой вольтамперометрии со скоростью 0.1 В/с c шагом 100 мВ с регистрацией 20 значений силы тока. Для классификации вин использовали МГК. Изменения на вольтамперограммах обусловлены смещением редокс-потенциалов вин и, следовательно, окислительно-восстановительными превращениями модификаторов, а также электрохимическими реакциями компонентов вин, например катехоламинов. В качестве сигналов-откликов использовали анодные пики, отличающиеся наибольшей устойчивостью во времени и воспроизводимостью в серии измерений. Наилучшее разделение достигнуто для вин, отличающихся по зрелости.
Медный электрод использовали для регистрации вольтамперограмм и классификации китайских желтых вин методом главных компонент [32]. В щелочной среде форма вольтамперограмм на медном электроде зависит от содержания в винах спирта, аминокислот и углеводов.
Для модифицирования электродов в последнее время все шире применяют наночастицы металлов и нанотрубки. Так, покрытые пленкой поли(3,4-этилендиокси-тиофена), содержащей наночастицы, электроды из стеклоуглерода и платины находят применение для классификации белых вин [31]. Амперометрический мультиэлектродный сенсор размером 15 Ч 10 мм2, состоящий из пяти графитовых электродов, нанесенных методом трафаретной печати, и Ag/AgCl-электрода сравнения, после модифицирования суспензией углеродных нанотрубок используется для определения от 10-6 до 10-4 моль/л гидрохинона, катехола и резорцина с пределом обнаружения до 10-7 моль/л [25].
Предложен вольтамперометрический электронный язык с двумя рабочими электродами из золота и платины для контроля качества молока и апельсинового сока. Сигналами-откликами служат вольтамперограммы растворов, регистрируемые в условиях импульсной и циклической линейной вольтамперометрии, пики на которых изменяются в зависимости от формы модулирующего напряжения, природы электрода и продолжительности импульса. Для компьютерной обработки выходных сигналов и контроля качества продуктов использовали метод главных компонент [4].
Этот же метод используется для обработки данных измерений с помощью вольтамперометрического электронного языка на основе рабочих электродов из различных металлов (Au, Ir, Pd, Pt, Re, Rh) и хлоридсеребряного электрода сравнения [34]. Такое устройство применяют для оценки качества кисломолочных продуктов и содержания в них микроорганизмов. Вмонтированным в корпус из нержавеющей стали, его помещают в производственную линию для прямых on-line измерений при контроле качества молока. Аналогичные сенсоры используются для сертификации различных сортов чая [15] и моющих средств [35], оценки качества питьевой воды [5], определения тяжелых металлов в поверхностной воде и почве.
Интересен вариант с так называемыми разделенными ячейками [7]. В нем используются три отдельные ячейки, соединенные последовательно золотыми поляризуемыми электродами и не имеющие между собой гидролитического контакта (рис. 1.4). Вольтамперограммы регистрируют, измеряя ток маркера - о-нитроанилина - между электродами, погруженными в крайние ячейки, а в среднюю ячейку помещают анализируемый раствор. Анализ полной кривой, обусловленной как восстановлением маркера, так и поляризацией электродов, позволяет проводить классификацию таких объектов, как соки, минеральные воды и другие напитки.
Рис. 1.4. ВА-система с разделенными ячейками
- ячейка с раствором фона; 2 - ячейка с анализируемым раствором; 3 - ячейка со стандартным раствором маркера; 4 - раствор фона (0,1 моль/л НСl); 5 - анализируемый раствор; 6 - стандартный раствор маркера; 7 - Аu-электроды; 8 - Рt-электрод; 9 - Аg/AgCl; 10 - СУ-электрод
Заметим, что пищевые продукты являются самыми распространенными объектами анализа с помощью вольтамперометрического электронного языка. Его применяют для идентификации и контроля качества фруктовых соков, минеральных вод, прохладительных и спиртных напитков, кофе, чая, вин, растительных масел, фруктов, овощей, мяса, рыбы. Как правило, контролируется несколько основных характеристик, важных для данного продукта и определяющих его вкус. Наличие корреляции между откликом электронного языка и восприятием вкуса человеком - важное и перспективное с практической точки зрения свойство таких устройств. На рынке появились первые коммерческие системы указанного типа.
Известны и непищевые варианты применения мультисенсорных вольтамперометрических систем, например, для определения редкоземельных элементов в отработанном ядерном топливе, для установления степени окисления металлов в катализаторах, контроля степени чистоты (загрязнения) технологического оборудования или изменений химического состава водной среды. Мониторинг с помощью мультиэлектродных систем позволяет контролировать ситуацию и оперативно реагировать на ее качественное изменение. Для количественных измерений вольтамперометрический электронный язык используется реже.
Завершая рассмотрение примеров использования мультиэлектродных систем для определения нескольких компонентов по кривым вольта