Předkládaná diplomová práce se zabývá využitím nanomateriálu, obsahujícího nanočástice stříbra, syntetizované na grafen oxidu (GO_AgNP1) pro přípravu optimálního
elektrochemického senzoru chloridů. Takto připravený nanomateriál se může využít k
detekci chloridů, jako produktu elektrochemické reduktivní dechlorace metazachloru.
Z výsledků vyplynulo, že nanomateriál GO_AgNP1 zásadně zvyšuje odezvu
elektrochemického senzoru chloridů. Nejvyšší citlivosti pak bylo dosaženo využitím
metody square-wave voltametrie (SWV) s připraveným nanomateriálem nanočástic stříbra s počáteční koncentrací dusičnanu stříbrného (AgNO3) 1 mmol.l-1 a s
počáteční koncentrací grafen oxidu 4 mg.l-1 s detekčním limitem 2,715 mmol.l-1. Rovněž byl ověřen pozitivní vliv elektrochemické redukce takto připravených elektrod, kdy bylo zjištěno dvojnásobné zvýšení citlivosti oproti elektrodě, která nebyla redukována. Také byl pozorován vliv přítomnosti bromidů, který byl vyšší než vliv přítomnosti jodidů, což
potvrdilo pravděpodobné schéma pozorované reakce. Oproti tomu interference
kynanidových iontů téměř nebyly
pozorovány.
Takto připravený senzor na bázi nanomateriálu GO_AgNP1 byl následně využit k detekci chloridů vzniklých elektrochemickou dehalogenací modelového chloracetanilidového
herbicidu, čímž bylo dokázáno, že jej lze využít např. pro monitorování tohoto procesu.
Annotation in English
This thesis deals with using of nanomaterial including silver nanoparticles synthesized by Graphene oxide (GO_AgNPl) for preparing of optimal electro-sensor of chlorides. This modified nanomaterial can be used for chlorides detection as a product of electrochemical metazachloride reductive dechlorination.
The results were that nanomaterial GO_AgNPl increases the response of electrochemical sensing of chlorides fundamentally. The highest sensitivity was achieved by using of
square-wave voltammeters methods (SWV) with ready nanomaterial. Ready nanomaterial includes silver nanoparticles with the initial concentration of silver nitrate (AgNO3).
1 mmol.l-1 and with the initial concentration of Graphene oxide of 4 mg.l-1 with detection of limits 2,715 mmol.l-1.
All at once the positive influence of electrochemical reductions by this way preparing chemical substances was verified. The double increasing of sensitivity in comparison with the electrode, which was not reduced, was detected. There was also influence of bromides presence observed, which was higher than iodides influence. This confirms most likely scheme of observed reaction. In comparison to this result was interference of cyanide ions almost not noticed.
Sensor prepared by this method was subsequently used for detection of chlorides, which were formed by electrochemical dehalogenation of model chloracetanilide herbicide. By this has been proven, that sensor can be used for example for monitoring of this process.
Keywords
elektrochemický senzor, Ag nanočástice, grafen oxid, nanomateriály, chloridy
Keywords in English
electrochemical sensor, Ag nanoparticles, graphene oxide, nanomaterials, chlorides
Length of the covering note
62 s. (73 726 znaků)
Language
CZ
Annotation
Předkládaná diplomová práce se zabývá využitím nanomateriálu, obsahujícího nanočástice stříbra, syntetizované na grafen oxidu (GO_AgNP1) pro přípravu optimálního
elektrochemického senzoru chloridů. Takto připravený nanomateriál se může využít k
detekci chloridů, jako produktu elektrochemické reduktivní dechlorace metazachloru.
Z výsledků vyplynulo, že nanomateriál GO_AgNP1 zásadně zvyšuje odezvu
elektrochemického senzoru chloridů. Nejvyšší citlivosti pak bylo dosaženo využitím
metody square-wave voltametrie (SWV) s připraveným nanomateriálem nanočástic stříbra s počáteční koncentrací dusičnanu stříbrného (AgNO3) 1 mmol.l-1 a s
počáteční koncentrací grafen oxidu 4 mg.l-1 s detekčním limitem 2,715 mmol.l-1. Rovněž byl ověřen pozitivní vliv elektrochemické redukce takto připravených elektrod, kdy bylo zjištěno dvojnásobné zvýšení citlivosti oproti elektrodě, která nebyla redukována. Také byl pozorován vliv přítomnosti bromidů, který byl vyšší než vliv přítomnosti jodidů, což
potvrdilo pravděpodobné schéma pozorované reakce. Oproti tomu interference
kynanidových iontů téměř nebyly
pozorovány.
Takto připravený senzor na bázi nanomateriálu GO_AgNP1 byl následně využit k detekci chloridů vzniklých elektrochemickou dehalogenací modelového chloracetanilidového
herbicidu, čímž bylo dokázáno, že jej lze využít např. pro monitorování tohoto procesu.
Annotation in English
This thesis deals with using of nanomaterial including silver nanoparticles synthesized by Graphene oxide (GO_AgNPl) for preparing of optimal electro-sensor of chlorides. This modified nanomaterial can be used for chlorides detection as a product of electrochemical metazachloride reductive dechlorination.
The results were that nanomaterial GO_AgNPl increases the response of electrochemical sensing of chlorides fundamentally. The highest sensitivity was achieved by using of
square-wave voltammeters methods (SWV) with ready nanomaterial. Ready nanomaterial includes silver nanoparticles with the initial concentration of silver nitrate (AgNO3).
1 mmol.l-1 and with the initial concentration of Graphene oxide of 4 mg.l-1 with detection of limits 2,715 mmol.l-1.
All at once the positive influence of electrochemical reductions by this way preparing chemical substances was verified. The double increasing of sensitivity in comparison with the electrode, which was not reduced, was detected. There was also influence of bromides presence observed, which was higher than iodides influence. This confirms most likely scheme of observed reaction. In comparison to this result was interference of cyanide ions almost not noticed.
Sensor prepared by this method was subsequently used for detection of chlorides, which were formed by electrochemical dehalogenation of model chloracetanilide herbicide. By this has been proven, that sensor can be used for example for monitoring of this process.
Keywords
elektrochemický senzor, Ag nanočástice, grafen oxid, nanomateriály, chloridy
Keywords in English
electrochemical sensor, Ag nanoparticles, graphene oxide, nanomaterials, chlorides
Research Plan
1. Rešerše na zadané téma.
2. Příprava nanomateriálů na bázi kovových nanočástic, modifikace elektrod těmito materiály.
3. Optimalizace a porovnání měřících metod - coulometrické titrace, voltamperometrie, chronopotenciometrie, chronoamperometrie.
4. Zpracování reálných vzorků - roztoků po elektrochemickém stanovení vzorků pesticidů.
5. Vyhodnocení výsledků a formulace závěrů z naměřených dat.
Research Plan
1. Rešerše na zadané téma.
2. Příprava nanomateriálů na bázi kovových nanočástic, modifikace elektrod těmito materiály.
3. Optimalizace a porovnání měřících metod - coulometrické titrace, voltamperometrie, chronopotenciometrie, chronoamperometrie.
4. Zpracování reálných vzorků - roztoků po elektrochemickém stanovení vzorků pesticidů.
5. Vyhodnocení výsledků a formulace závěrů z naměřených dat.
Recommended resources
[1] CHIU, Mei-Hsin et al., 2009. A disposable screen-printed silver strip sensor for single drop analysis of halide in biological samples. Biosensors and Bioelectronics. ScienceDirect, 24, 3008-3013.
[2] QIN, Xia et al., 2011. Synthesis of silver nanowires and their applications in the electrochemical detection of halide. Talanta. ScienceDirect, 84, 673-678.
[3] HE, Wenyan et al., 2018. Reductive dehalogenation of a chloroacetanilide herbicide in a flow electrochemical cell fitted with Ag-modified Ni foams. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. Wiley, 93, 1572-1578.
[4] Vědecké zdroje zahrnuté v databázích Web of Science, ScienceDirect, SciFinder Scholar, Medline aj.
Recommended resources
[1] CHIU, Mei-Hsin et al., 2009. A disposable screen-printed silver strip sensor for single drop analysis of halide in biological samples. Biosensors and Bioelectronics. ScienceDirect, 24, 3008-3013.
[2] QIN, Xia et al., 2011. Synthesis of silver nanowires and their applications in the electrochemical detection of halide. Talanta. ScienceDirect, 84, 673-678.
[3] HE, Wenyan et al., 2018. Reductive dehalogenation of a chloroacetanilide herbicide in a flow electrochemical cell fitted with Ag-modified Ni foams. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. Wiley, 93, 1572-1578.
[4] Vědecké zdroje zahrnuté v databázích Web of Science, ScienceDirect, SciFinder Scholar, Medline aj.
