Ein elektrochemischer Sensor zum Nachweis von Arsen mithilfe von Nanokomposit

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 8816 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Ziel dieser Forschung ist die Entwicklung eines elektrochemischen Sensors auf Basis eines leitenden Polymers, Polyanilin, und eines kationischen Polymers, Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), verstärkt mit mit Acrylsäure funktionalisierten Graphenoxid-Nanoblättern. Die zweidimensionale Natur von mit Acrylsäure funktionalisierten Graphenoxid-Nanoblättern und Clustern aus leitfähigen Polymeren und Acrylsäure-funktionalisierten Graphenoxid-Nanoblättern wurde durch mikroskopische Tests bestätigt. Das vorbereitete Nanokomposit wurde auf der Glaskohlenstoffelektrode abgeschieden, um einen elektrochemischen Sensor für den Nachweis von Arsen durch zyklische Voltammetrie- und Differential-Puls-Voltammetrie-Methoden vorzubereiten. Es sollte erwähnt werden, dass das Vorhandensein von mit Acrylsäure funktionalisierten Graphenoxid-Nanoblättern die Oberfläche aufgrund des Nanogrößeneffekts vergrößert und eine bessere Dispersion dieses Nanomaterials, Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), die Adsorptionskapazität des Analyten aufgrund der elektrostatischen Wechselwirkung zwischen ihnen erhöht negativ geladener Analyt und positiv geladene Oberfläche, und Polyanilin erhöht aufgrund der guten Leitfähigkeit die Ladungsübertragungsrate. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorbereitete Elektrode eine Empfindlichkeit von 1,79 A/M mit 0,12 μM als Nachweisgrenze aufweist. Der vorgeschlagene Sensor könnte zur Bestimmung des gesamten anorganischen Arsens durch eine erste oxidative Vorbehandlung zur Umwandlung von As(III) in As(V) verwendet werden.

Unter den schweren und schädlichen Metallen für Mensch und Tier gilt Arsen als eines der umweltgefährlichsten Metalle, das das Leben von Millionen Menschen bedroht1. Unter den verschiedenen chemischen Spezies von Arsen (Arsenit, Arsenat und organische Derivate dieses Metalls) sind seine Mineralzustände aufgrund der höheren Ionenmobilität toxischer als organische Spezies. Nach den Regeln der Weltgesundheitsorganisation ist es notwendig, Arsen aus Natur- und Trinkwasser zu entfernen, bis eine Konzentration unter 10 ppb (0,14 μM) erreicht ist2.

Die bekannten Analysemethoden zur Bestimmung von Arsen in Wasser sind induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie, Absorptions- und Emissionsatomspektroskopiemethoden, Atomfluoreszenzspektroskopie, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie und hochfunktionale chromatographische Methoden, die komplexe und teure Instrumente erfordern Die Verwendung dieser Methoden unterliegt Einschränkungen und kann nicht für die Feldanalyse geeignet sein3,4,5,6,7,8.

Elektrochemische Analysemethoden haben in den letzten Jahren gezeigt, dass sie ein vielversprechender Ansatz sind und klassische Methoden zum quantitativen und qualitativen Nachweis von Arsen ersetzen können. Elektrochemische Diagnosesysteme bieten Vorteile wie einfache Instrumentierung, hohe Empfindlichkeit, Selektivität und Bequemlichkeit. Darüber hinaus lassen sich diese Methoden miniaturisieren, sodass sie zu unterschiedlichen Zeiten und an unterschiedlichen Orten eingesetzt werden können9. Einer der Parameter, die die Elektrodenprozesse beeinflussen, sind die Eigenschaften der Elektrodenoberfläche. Daher können durch Veränderung der Elektrodenoberfläche durch Fixieren eines geeigneten Reagenzes analytische Ziele wie Empfindlichkeit und Selektivität chemischer Reaktionen erhöht werden. Es wurden umfangreiche Forschungsarbeiten zur Entwicklung elektrochemischer Sensoren zur Erkennung von Arsenmineralien in der Umwelt durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen, um Elektroden zu modifizieren und die gewünschte Verbesserung der Ergebnisse zu erzielen10,11,12.

Die Entwicklung und Herstellung von mit Nanomaterialien modifizierten Elektroden hat Aufmerksamkeit erregt, und in den letzten Jahren wurden mehrere wissenschaftliche Berichte auf diesem Gebiet veröffentlicht13,14,15,16. Nanopartikel verfügen über einzigartige physikalische, chemische, elektronische und optische Eigenschaften, und ihre Einführung in die Elektrodenstruktur kann diese Eigenschaften in elektrochemischen Sensoren hervorrufen. Die Modifikation von Elektroden mit Nanomaterialien für elektrochemische Zwecke und den Nachweis von Schwermetallen verbessert die Empfindlichkeit des Sensors aufgrund des hohen Oberflächen-Volumen-Verhältnisses und der besseren Leitfähigkeit17.

Modifizierte Elektroden mit Ruthenium-Nanopartikeln auf Glaskohlenstoffelektroden (GCE)18, Thiol-funktionalisierte Kohlenstoff-Nanoröhrchen19, Graphen-Bleioxid-Komposit20, nanoblumenkohlstrukturierter, mit Fluor dotierter Cadmiumoxid (CdO)-Dünnfilm21, bimetallische Gold- und Kupfer-Nanopartikel22, mit Platin-Nanopartikeln modifizierter, mit Bor dotierter Diamant Mikroelektroden11, manganbeschichteter Goldmikrodraht23, doppelwandige Kohlenstoffnanoröhren und Graphen-Hybriddünnfilm24, mit Magnetit dekorierte Goldnanopartikel (Fe3O4-Au)25, Goldnanopartikel (AuNPs), funktionalisierte einzelne Polypyrrol-Nanodrähte (PpyNW)26, Goldnanopartikel27 und Aptamer1 wurden zum Nachweis von Arsen verwendet und in Übersichtsartikeln beschrieben. Zweidimensionale Graphenoxid-Nanoblätter (GO) mit großer Querschnittsfläche und hoher mechanischer und thermischer Beständigkeit verfügen über einzigartige elektronische Eigenschaften, was sie zu einer geeigneten Option zur Modifizierung der Elektrodenoberfläche macht13. Mineralisches Arsen liegt als Oxosäure mit negativer Ladung vor, daher könnte ein positiv geladener Modifikator seine Adsorption und Erkennung verbessern. In dieser Hinsicht hat Poly(diallyl-dimethyl-ammoniumchlorid) (PDDA) eine quartäre Ammoniumsalzstruktur, und die positive Ladung des quartären Ammoniumsalzes auf diesem Polymer hat ihm hydrophile Eigenschaften verliehen. Damit ist dieses Polymer wasserlöslich und kann zur Herstellung von Polyelektrolyten28 verwendet werden. Dieses Polymer wurde als erstes von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassenes Polymer angekündigt und wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter bei der Herstellung elektrochemischer Sensoren und Solarzellen. Die elektrische Leitfähigkeit von PDDA ist nicht gut genug, was seine Entwicklung und Anwendung in gewissem Maße einschränken kann. Daher kann die Zusammensetzung dieses Polymers mit leitfähigen Materialien seine Eigenschaften verbessern und ihm interessante Eigenschaften verleihen29,30,31,32,33.

Unter den leitfähigen Polymeren hat Polyanilin (PA) aufgrund seiner Eigenschaften wie einfache Synthese, niedriger Preis, breite Anwendung und hohe Polymerisationseffizienz besondere Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Die elektrischen, elektrochemischen und optischen Eigenschaften von PA haben es zu einem attraktiven Produkt für den Einsatz in der Elektronikindustrie sowie für antistatische und korrosionsbeständige Beschichtungen gemacht34. Allerdings hat PA Nachteile wie eingeschränkte Verarbeitbarkeit und schlechte mechanische Eigenschaften34,35,36,37. Daher könnte die Mischung von Polyanilin mit PDDA die Verarbeitbarkeit von PA verbessern und gewünschte Eigenschaften erzielen.

Sowohl aus der Lösung, die Monomer als auch Polymer enthält, werden Polymerfilme auf der Oberfläche der Elektrode abgeschieden. Die Abscheidung des Polymerfilms auf der Elektrode erfolgt durch Eintauchen oder Drehen der Elektrode in die Lösung. Darüber hinaus gehören auch verschiedene Pfropftechniken oder elektrochemische Abscheidungen zu den herkömmlichen Methoden zur Bildung einer Polymerschicht auf der Elektrode. Zur Herstellung von Polymerfilmen aus Monomerlösungen können auch thermische, elektrochemische, Plasma- oder photochemische Abscheidungen eingesetzt werden. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften dieser Polymere stehen in direktem Zusammenhang mit den dotierten Spezies in ihrer Struktur34,35,36,37,38,39. Bisher wurden einige Polymerverbundwerkstoffe als Elektrodenmodifikatoren für Sensoranwendungen verwendet40,41,42,43,44,45,46,47,48. Es ist zu beachten, dass Polymere wie Polyvinyliden und (E)-N′-(2-Nitrobenzyliden)-Benzolsulfonhydrazid auf der Elektrodenoberfläche abgeschieden wurden und zur Bestimmung der As-Konzentration mit interessanten Ergebnissen verwendet wurden49,50.

In der vorliegenden Arbeit wurde das mit Acrylsäure-funktionalisiertem Graphenoxid (AAGO) dotierte Copolymer aus PA und PDDA zur Herstellung eines Arsensensors verwendet (Abb. 1).

Schematische Darstellung des vorbereiteten Sensors.

Der vorgeschlagene Sensor weist aufgrund des Vorhandenseins eines leitfähigen Polymers eine hohe Leitfähigkeit auf. Darüber hinaus erhöht das positiv geladene PDDA die Adsorption negativ geladener Arsenatspezies, wie bereits für ähnliche Polymere berichtet51. Außerdem vergrößert die Anwendung von AAGO aufgrund seiner Nanometergröße die aktive Oberfläche und verbessert das resultierende Signal. Die Funktionalisierung von Graphenoxid sorgt auch für eine bessere Verteilung im Polymersubstrat. Vereinfacht lässt sich sagen, dass diese Komponenten synergetisch wirken und zur Entwicklung eines Sensors mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich Selektivität und Empfindlichkeit führen.

Zur Herstellung der Lösungen wurde entionisiertes Wasser verwendet. Alle Chemikalien bestehend aus Graphit, Acrylsäure, Anilin, 2-Brompropinylbromid (BPB, 97 %), Kaliumethylxanthat, Kaliumpermanganat, Ammoniumpersulfat, Diallyldimethylammoniumchlorid, Schwefelkohlenstoff und Ethanol (synthetische Qualität), Pyridin, N-Methylpyrrolidon ( NMP), N,N-Dimethylformamid (DMF), Aceton, Chloroform, Dichlormethan und Diethylether, N,N'-Methylenbisacrylamid (MBA), Azobisisobutyronitril (AIBN), Phosphorsäure, Schwefelsäure, Ammoniumnitrat, Wasserstoffperoxid (30 % ), Salzsäure und Kaliumhydroxid) wurden von Sigma-Aldrich bezogen. Natriumdihydrogenarsenat (NaH2AsO4), Arsen(III)-trioxid (As2O3), Nitratsalz von Metallkationen (Ag+, Cu2+, Co2+, Cd2+, Pb2+, Fe2+), Tyrozin, Paracetamol, Isoniazid und Ascorbinsäure sowie andere Analyten von analytischer Qualität von Sigma-Aldrich gekauft und ohne weitere Reinigung verwendet. Stammlösungen der Analyten (0,1 M) wurden gemäß den experimentellen Anforderungen aus den gekauften Chemikalien hergestellt. Analytische Lösungen wurden mit entionisiertem Wasser hergestellt. IR-Spektren wurden mit einem Nicolet FT-IR NEXUS 670-Spektrometer (Thermo Scientific, USA) aufgezeichnet und zur Identifizierung des Vorhandenseins funktioneller Gruppen in den synthetisierten Verbindungen verwendet. Das Rasterelektronenmikroskop TESCAN MIRA III wurde zur Aufnahme von FE-SEM-, EDAX- und Kartierungsbildern verwendet. Der pH-Wert wurde mit einem digitalen pH-Meter (HANNA 212) gemessen. Ein Ultraschallbad (KODO-Modell JAC1002) wurde verwendet, um die GCE-Oberfläche zu reinigen und homogene Suspensionen von Modifikatoren herzustellen.

Für die Synthese von Graphenoxid wurde die modifizierte Hummer-Methode verwendet. Bei dieser Methode wurde zunächst Graphitpulver (5 g) 60 Minuten lang in einer Mischung aus H3PO4 (12 ml) und H2SO4 (100 ml) dispergiert. Im nächsten Schritt wurde der Mischung Ammoniumnitrat (5 g) zugesetzt. Anschließend wurde KMnO4 (3 g) zugegeben und das Rühren in einem Eisbad bei 5 °C für 2 Stunden fortgesetzt. Anschließend wurde die Temperatur auf 98 °C erhöht, damit der Prozess der Oxidation und Peeling optimal durchgeführt werden kann. Graphenoxid wurde unter diesen Bedingungen 1 Stunde lang gerührt und dann wurde der Lösung langsam destilliertes Wasser zusammen mit 20 ml Wasserstoffperoxid (30 %) zugesetzt, um den Oxidationsprozess abzuschließen. Abschließend wurde das resultierende Sediment mehrmals mit destilliertem Wasser gewaschen, um seinen pH-Wert zu neutralisieren. Das vorbereitete Sediment wurde durch Zentrifugation bei einer Geschwindigkeit von 5000 U/min abgetrennt und bei 60 °C getrocknet.

Für die Synthese von Graphenoxid wurde die modifizierte Hummer-Methode verwendet, wie in SI beschrieben. Um die Acrylsäurefunktionalität auf der Oberfläche von GO zu erzeugen, wurde 2-Brompropionylbromid (BPB) als Linker verwendet, um das Xanthogenat auf der Oberfläche zu verankern. Zu diesem Zweck wurde GO (250 mg) in Pyridin (40 ml) dispergiert und mit einem Stickstoffgasstrom desoxidiert, und dann wurden 3 ml BPB tropfenweise zur Reaktion gegeben. Die Mischung wurde 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 0 °C und 48 Stunden lang bei einer Temperatur von 25 °C gerührt, bis die Reaktion vollständig war, und schließlich wurde das Sediment dreimal mit Chloroform gewaschen, um nicht umgesetztes BPB abzutrennen. Das Produkt BPB-modifiziertes GO (GO-BPB) wurde unter Vakuum bei 50 °C getrocknet.

Zur Bildung von Xanthatgruppen wurde Kaliumethylxanthat verwendet, das den Initiator der reversiblen Additions-Fragmentierungs-Kettenübertragungspolymerisation (RAFT) darstellt. Dieses Reagens wurde gemäß unserem vorherigen Bericht52 synthetisiert und verwendet.

GO-BPB (100 mg) und Kaliumethylxanthat (0,5 g) wurden zusammengemischt und in einen Rundkolben gegossen und nach dem Verschließen entgast. Die Mischung aus Dichromethan (8 ml) und Pyridin (3 ml) wurde in einem anderen Gefäß entgast und mit einer Spritze in den Behälter mit den Inhaltsstoffen gegeben. Diese Mischung wurde 48 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann mit Dichlormethan (50 ml) verdünnt. Das nach der Zentrifugation erhaltene Sediment wurde bei 50 °C im Vakuum getrocknet.

Die Polymerisation von Acrylsäure auf der Oberfläche von Graphenoxid erfolgte mit der RAFT-Methode. Bei dieser Reaktion fungiert auf Graphenoxid fixiertes Xanthat als Initiator. Graphenoxid mit Xanthatgruppen (50 mg) wurde zusammen mit 3 mg Azobisisobutyronitril (AIBN) in 2 ml Dimethylformamid (DMF) gelöst und entgast. Acrylsäure (2 ml) wurde in einem anderen Behälter entgast und in den Behälter mit modifiziertem Graphenoxid injiziert. Die Reaktion wurde 48 Stunden lang bei 90 °C fortgesetzt und dann wurde der resultierende schwarze Niederschlag mehrmals mit Aceton und destilliertem Wasser gewaschen und bei 50 °C im Vakuum getrocknet.

Zur Herstellung von Polyanilin wurden zwei Behälter benötigt. In einem verschlossenen Behälter wurde Anilin (0,5 ml) mit 1 M Salzsäurelösung (50 ml) gemischt. Im zweiten Gefäß wurde eine Oxidationslösung durch Kombinieren von Ammoniumpersulfat (1,55 g) mit 1 M Salzsäure (50 ml) hergestellt. Die Lösungen beider Behälter wurden in ein Eiswasserbad gegeben, bis die Temperatur 0 °C erreichte. Der erste Behälter wurde mit Stickstoff entgast, anschließend wurde die im zweiten Behälter hergestellte Lösung über einen Zeitraum von 1 Stunde tropfenweise zum ersten Behälter gegeben und der resultierende Niederschlag filtriert, mit einer Mischung aus Wasser und Ethanol gewaschen und schließlich gerührt in einer Ammoniaklösung (1 M) für 48 Stunden. Das vorbereitete Sediment mit grüner Farbe bestätigt die Bildung von mit Ammoniak dotiertem Polyanilin. Das resultierende Sediment wurde zentrifugiert, abgetrennt und bei 40 °C getrocknet.

Über die Methode zur Herstellung des auf die Elektrodenoberfläche aufgetragenen Nanokomposits wurde in früheren Studien berichtet52. Diallyldimethylammoniumchlorid (0,5 g) wurde in eine AAGO-Lösung mit 1 mg/ml gegossen. Dann wurden der obigen Lösung 5 Gew.-% Ammoniumpersulfat zugesetzt. Nach der vollständigen Auflösung des Initiators in dieser Lösung wurde der Lösung N,N′-Methylenbisacrylamid (MBA) als Vernetzungsmittel in einer Menge von 30 Gew.-% des Monomergewichts zugesetzt. Diese Lösung wurde gründlich gerührt, bis eine klare Lösung entstand. Im nächsten Schritt wurden der obigen Lösung 0,003 g Polyanilin zugesetzt. Um diese Lösung vollständig zu dispergieren, wurde eine Ultraschallsonde verwendet. Abschließend wurde diese Mischung zur Modifizierung der Elektrodenoberfläche verwendet.

In dieser Forschung wurde die Gussmethode zur Modifizierung der Elektrodenoberfläche verwendet. Zu diesem Zweck wurden 0,5 μl der im vorherigen Schritt hergestellten Nanokompositlösung mit einem Probenehmer auf die Oberfläche der Elektrode getropft und 24 h bei 40 °C getrocknet. Die vorbereitete Elektrode wurde in quantitativen Arsennachweisexperimenten verwendet.

Kommerzielles Reispulver wurde auf dem lokalen Markt in Tabriz unter der Marke Golha gekauft und gemäß dem veröffentlichten Behandlungsverfahren behandelt53.

Zu diesem Zweck wurde 1 g dieses feinen Pulvers aus Reisproben in 10 ml Methanol-Wasser-Gemisch (1:1) mit 1 % HNO3 gelöst. Die Mischung wurde 30 Minuten lang in ein Ultraschallbad gegeben und dann 5 Minuten lang bei 6000 U/min zentrifugiert. Anschließend wurde 1 ml des Probenlösungsüberstands in einen 10-ml-Messkolben überführt und mit Acetat verdünnt (Verdünnungsfaktor 1 g:100 ml). Leitungswasserproben wurden durch Zugabe einer geeigneten Menge Hintergrundelektrolyt (1:100) ohne zusätzliche Behandlung vorbereitet. 5 ml dieser realen Proben wurden für die Analyse mit der Standardadditionsmethode verwendet.

Zur Durchführung aller elektrochemischen Messungen wurde das AUTOLAB PGSTAT 30-Gerät verwendet, einschließlich einer herkömmlichen Dreielektrode: Ag/AgCl als Referenz, modifiziertes GCE als Arbeitselektrode und Platindraht als Gegenelektrode. In dieser Forschung wurden zwei Analyten verwendet: 1) Arsen(III)trioxid (As2O3) und 2) Natriumdihydrogenarsenat (NaH2AsO4). As2O3 wurde in einem minimalen Volumen konzentrierter Natriumhydroxidlösung gelöst und dann in einem Messkolben auf das Volumen gebracht. Vor der Durchführung des Experiments wurde der pH-Wert der obigen Lösung mit Salzsäure angesäuert (pH = 9 in diesem Fall), und die Tests im Zusammenhang mit dem Nachweis des Analyten wurden mit der Methode der zyklischen Voltammetrie (CV) im Potentialbereich von – 1 bis durchgeführt + 2 V. NaH2AsO4 wurde in entionisiertem Wasser gelöst und elektrochemische CV- oder Differential-Pulsvoltammetrie-Experimente (DPV) wurden im Potentialbereich von −1 bis 0 V mit einer Pulsamplitude von 50 mV durchgeführt, nachdem der pH-Wert der Lösung auf den gewünschten Wert (4 Zoll) eingestellt wurde dieser Fall). Die Messung von Arsenat umfasst die anfängliche Akkumulation von As(V) durch 5-minütiges Eintauchen der modifizierten Elektrode in die gerührte Lösung des Analyten, gefolgt von der voltammetrischen Messung der akkumulierten Spezies.

Das Fe(CN)63–/Fe(CN)64– wurde als Redoxsonde verwendet, um die Oberflächenveränderungen und die Immobilisierung des Modifikators an der Elektrodenoberfläche zu bewerten. Diese Auswertung erfolgte durch CV-Experimente im Potentialbereich von − 1 bis 1 V.

Um das elektrochemische Verhalten modifizierter Elektroden in der Arsenanalyse zu untersuchen, wurde eine bestimmte Menge As(III)- oder As(V)-Standardlösung in die elektrochemische Zelle gegeben, die 5 ml Hintergrundelektrolyt mit optimalem pH-Wert enthielt, und nach Platzierung der drei Elektrodensystem, die entsprechende elektrochemische Reaktion wurde nach 300 s Vorkonzentration aufgezeichnet.

In diesem Artikel wurde versucht, ein neues gemischtes Nanokomposit bestehend aus Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), Polyanilin und mit Polyacrylsäure modifiziertem Graphenoxid zur Stabilisierung auf der Elektrodenoberfläche zu verwenden. Diese Elektrode dient zum Nachweis und zur Messung von Arsen-Oxoanionen.

Poly(diallyl-dimethylammoniumchlorid) verfügt über positive Ladungseinheiten in seinen Wiederholungseinheiten und ist sehr effektiv bei der Wechselwirkung mit Anionen und deren Adsorption. Polyanilin wurde als leitfähiges Polymer verwendet, um die elektrische Leitfähigkeit der stabilisierten Schicht zu erhöhen, und modifizierte Graphenoxid-Nanostrukturen durch Vergrößerung der spezifischen Oberfläche und Chelatisierungsgruppen spielen eine aktive Rolle bei der Adsorption von Verbindungen auf der Elektrodenoberfläche und erhöhen die Selektivität und Empfindlichkeit.

Die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) hat eine wesentliche Rolle bei der Verfolgung der Addition, Eliminierung und Umwandlung funktioneller Gruppen in synthetischen Reaktionen gespielt. Eine FT-IR-spektroskopische Untersuchung wurde verwendet, um die sequentielle Synthese von modifiziertem Graphenoxid und Nanokomposit zu bestätigen. Das Spektrum von Graphenoxid in verschiedenen Modifikationsstadien wurde mit dieser Analyse aufgezeichnet und die erhaltenen Spektren sind in Abb. 2 dargestellt. Die charakteristischen Peaks von GO erschienen bei den Wellenlängen 3426, 1720, 1600, 1220 und 1060 cm–1. die jeweils den Streckschwingungen der Hydroxylgruppe, den Streckschwingungen der Carbonylgruppe, den Doppelbindungsschwingungen der Graphitstruktur und den Streckschwingungen der C-OH-Bindung entsprechen. Im Spektrum von mit Xanthat modifiziertem GO wurde ein starker Rückgang der Intensität der Streckschwingungen der Hydroxylgruppe bei 3400 cm–1 beobachtet, was auf deren Reaktion mit Xanthatgruppen hinweist. Darüber hinaus sind neue Peaks bei 1125 und 1045 cm-1 aufgetreten, die mit CS2-Gruppen bzw. einer asymmetrischen Streckung der C-O-C-Bindung zusammenhängen.

FT-IR-Spektren von (A) GO, (B) Xanthat-modifiziertem GO, (C) Polyacrylsäure-modifiziertem GO und (D) AAGO-PDDA-PA-Nanokomposit.

Im Spektrum von mit Polyacrylsäure modifiziertem Graphenoxid erschien erneut ein Peak bei 1718 cm–1, der mit Carbonsäuregruppen zusammenhängt. Der Peak bei 2922 cm–1 hängt mit der aliphatischen CH-Bindung zusammen. Das Auftreten dieser Peaks bestätigt die erfolgreiche Modifikation der Graphenoxidoberfläche mit Polyacrylsäure. Im Spektrum der modifizierten Elektrode mit Nanokomposit, das PDDA-, PA- und AAGO-Nanopartikel enthält, kann das Vorhandensein dieser Substanzen anhand der vorhandenen Peaks nachgewiesen werden. Die bei 2927, 1162 und 961 cm–1 erscheinenden Peaks entsprechen den Streckschwingungen von –CH2, C–N bzw. quartären Ammoniumbindungen im Poly(diallyldimethylammoniumchlorid).

Die charakteristischen Peaks von Polyanilin wurden bei 3569, 3055, (1468 und 1515), 1239 und 788 cm–1 beobachtet und hängen mit den Streckschwingungen von Amingruppen, aromatischem CH (Chinonoid, Benzoloid) und C=N-Bindung zusammen bzw. Out-of-Plane-Schwingungen von CH-Bindungen. Das Vorhandensein von modifiziertem Graphenoxid mit Polyacrylsäure kann durch das Vorhandensein eines scharfen Peaks bei 1747 cm–1 nachgewiesen werden.

Die Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop-Technik (FESEM) wurde verwendet, um die Morphologie von Graphenoxid, modifiziertem Graphenoxid mit Polyacrylsäure sowie unbeschichteten und beschichteten Elektroden zu untersuchen. Die resultierenden Bilder sind in Abb. 3 dargestellt.

FESEM-Bild von (a) GO, (b) AAGO, (c) nacktem GCE, (d) AAGO-modifiziertem GCE und (e) AAGO-PDDA-PA-modifiziertem GCE.

Im Bild (a) ist die Schichtstruktur von Graphenoxid deutlich zu erkennen und diese Schichten weisen eine glatte Oberfläche auf. Im nächsten Bild (b) ist die Bedeckung von Graphenoxidschichten mit Polyacrylsäure zu erkennen und es wurde eine unebene Oberfläche erhalten.

Um die Veränderungen der Elektrodenoberfläche zu überprüfen, wurden die Bilder der unbeschichteten Elektrode (c), der mit modifiziertem Graphenoxid beschichteten Elektrode (d) und der mit AAGO-PDDA-PA-Nanokomposit beschichteten Elektrode (e) verglichen. Die Oberfläche der unbeschichteten Elektrode war völlig glatt, während auf der Oberfläche der modifizierten Elektrode Strukturen ähnlich dem Bild (b) beobachtet wurden, was eine Bestätigung der erfolgreichen Stabilisierung des modifizierten Graphenoxids war. Das für die AAGO-PDDA-PA-Nanokomposit-beschichtete Elektrode erhaltene Bild zeigte regelmäßige dreidimensionale Strukturen, die möglicherweise mit Kristallen aus Polyanilin- oder Polydiallyldimethylammoniumchloridsalzen zusammenhängen.

Um die Modifikation der Elektrodenoberfläche zu bestätigen, wurden Proben mit stabilisiertem modifiziertem Graphenoxid und Nanokomposit mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDAX)-Elementaranalyse analysiert. Die Ergebnisse sind in Abb. 4 dargestellt.

EDX-Spektren (A) und Elementkartierung (B) des (a) AAGO- und (b) AAGO-PDDA-PA-Nanokomposits.

In der mit Graphenoxid modifizierten Elektrode wurden Sauerstoff- und Kohlenstoffelemente nachgewiesen, während in der mit Nanokomposit bedeckten Elektrode andere Elemente wie Stickstoff und Chlor vorhanden waren, die in der Struktur des Polyanilins und Poly(diallyldimethylammoniumchlorids) vorhanden waren ) Polymere und zeigte die Bildung einer Polymerschicht auf der Oberfläche der Elektrode. Um die Verteilung dieser Elemente auf der Oberfläche der Elektrode zu überprüfen, wurde auch eine Kartierungsanalyse an den Proben durchgeführt; die Ergebnisse sind in Abb. 4 dargestellt.

In der AAGO-modifizierten Elektrode bestätigt die Dispersion von Sauerstoffelementen und in der Nanokompositprobe die Dispersion von Stickstoff- und Chlorelementen die Bildung gleichmäßiger Schichten auf der Elektrodenoberfläche.

Die elektrokatalytische Leistung von Elektroden, die mit Graphenoxid und unterschiedlichen Polymerverhältnissen hergestellt wurden, wurde durch Durchführung einer zyklischen Voltammetrie in 5 mM \(Fe(CN{)}_{6}^{3-}/Fe(CN{)}_{6 untersucht }^{4-}\) (Ferri-Ferro)-Lösung mit 0,5 M Natriumchlorid im Potentialbereich von -1 bis + 1 V mit einer Scanrate von 50 mV/s (Abb. S1a).

Die erzielten Ergebnisse bestätigen die erfolgreiche Immobilisierung von Modifikatoren. Wie man sieht, verstärkt sich mit der Zugabe der Polymere auch das Signal im Zusammenhang mit dem Ferri-Ferro-Paar, was möglicherweise mit der positiven Ladung der leitfähigen Polymere und dem Vorhandensein einer elektrostatischen Wechselwirkung zwischen der negativ geladenen Sonde und der Elektrode zusammenhängt Oberfläche. Darüber hinaus steigt an diesen Elektroden aufgrund der Zunahme der Oberflächenladung auch der Strom in Bezug auf die elektrische Doppelschicht. Auch die Verringerung des Abstands zwischen anodischen und kathodischen Peaks kann auf die erhöhte Leitfähigkeit zurückzuführen sein, die mit der Leitfähigkeit von Polymeren zusammenhängt. In ähnlicher Weise führt das Vorhandensein von AAGO neben den Polymeren zu einem Stromanstieg, der mit der vergrößerten Oberfläche aufgrund seiner Nanostruktur zusammenhängt.

Um die elektrochemisch aktive Oberfläche der mit Nanokomposit modifizierten Elektrode zu bestimmen, wurde außerdem Chronocoulometrie in 1 mM K3[Fe(CN)6] mit 0,5 M NaCl-Lösung verwendet, und zwar basierend auf der Anson-Gleichung (\(Q=\frac{2nFAC {D}^{1/2}{t}^{1/2}}{{\pi }^{1/2}}+{Q}_{dl}+{Q}_{ads}\)) und unter Anwendung der Steigung der resultierenden Linie (Q gegenüber t1/2) wurde die Oberfläche der Elektrode mit 0,065 cm2 berechnet, was auf eine Vergrößerung der Oberfläche im Vergleich zu ihrer geometrischen Oberfläche hinweist.

In der Anson-Gleichung beziehen sich Q, n, A, F, C und D auf die Ladung (Coulomb), die übertragenen Elektronenzahlen, die elektrochemisch aktive Oberfläche der Elektrode (cm2), die Faraday-Konstante (96,485 Coulomb/Mol), die Konzentration bzw. der Diffusionskoeffizient (cm2/s) der Sonde.

In dieser Forschung wurde die Verwendung von blanken und modifizierten Elektroden zur Messung von Arsenit untersucht und die Ergebnisse zeigten eine weitere Verbesserung der Leistung der mit Nanokomposit hergestellten Elektrode (Abb. S1b). In den beobachteten Voltammogrammen hängt der Oxidationspeak mit der Oxidation von Arsenit zusammen, und der Reduktionspeak steht mit der Reduktion von Arsenat zu Arsenit in Zusammenhang. Die Oxidation von Arsenit zu Arsenat erfolgt bei hohen Potentialen (über 1,5 V), was die Möglichkeit einer Interferenz mit anderen Spezies erhöht. Stattdessen erscheint der Peak der Arsenatreduktion zu Arsenit bei einem geeigneten Potential, was die Aussagekraft der Messung erhöht.

In Anbetracht der Tatsache, dass die Oxidation von Arsenit bei hohen Potentialen erfolgt, erfordert die Erzielung des mit Arsenat verbundenen Reduktionspeaks im Fall der Verwendung von Arsenit als Analyt eine vorherige Oxidation der Spezies durch Anwendung einer oxidativen Vorbehandlung. Wenn jedoch Arsenat als Analyt verwendet wird, ist diese Vorbehandlung erforderlich ist nicht nötig. Beim Scannen des Potentials in reduktiver Richtung erscheint der Peak, der der Reduktion von Arsenat zu Arsenit entspricht, bei 0,5 V.

Mithilfe der zyklischen Voltammetrie wurde der Einfluss der Analytkonzentration anhand von Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen untersucht (Abb. 5A). Die Ergebnisse zeigen eine lineare Beziehung zwischen Signal und Konzentration.

(A) CV-Ergebnisse der mit Nanokomposit modifizierten Elektrode nach 5-minütigem Eintauchen in AcBS mit unterschiedlichen Arsenatkonzentrationen (1, 3, 7, 10 und 13 mM); (B) DPV-Ergebnisse von nackten a: und modifizierten Elektroden b: AAGO-GCE, c: PDDA-PA/GCE und d: AAGO-PDDA-PA/GCE nach 5-minütigem Eintauchen in AcBS mit 15 μM As(V).

Zur Messung niedriger Arsenatkonzentrationen und zur Erzielung niedriger Nachweisgrenzen wurde die Differentialpulsvoltammetrie eingesetzt. In diesem Zusammenhang ist in Abb. 5B ein Beispiel für Differentialimpulsvoltammogramme dargestellt, die auf der vorgeschlagenen modifizierten Elektrodenoberfläche in Gegenwart und Abwesenheit von Arsenat erhalten wurden.

Wie zu sehen ist, tritt bei der Zugabe von Arsenat zur Blindlösung das Reduktionssignal auf und der beobachtete Anstieg an der Oberfläche der Nanokomposit-modifizierten Elektrode ist größer als bei anderen Elektroden. Dieses Ergebnis bestätigt die Eignung des vorgeschlagenen Sensors für den empfindlichen Nachweis von Arsenat und stimmt gut mit den CV-Ergebnissen überein.

Im Allgemeinen wirkt sich der Säuregehalt der Lösung sehr stark auf die Endergebnisse aus, und dies wurde auch in dieser Untersuchung deutlich. Daher wurde das differenzielle pulsvoltammetrische Verhalten von Nanokomposit-modifizierten Elektroden bei verschiedenen pH-Werten untersucht und die Ergebnisse zeigten, dass der pH-Wert bei der Messung von Arsen wirksam ist und die beste Peakhöhe bei einem pH-Wert von 4 erzielt wurde (Abb. 6a). Basierend auf diesen Ergebnissen kann gefolgert werden, dass sich die Arsenatspezies durch Senkung des pH-Werts in Arsensäure umwandeln und die Adsorption der ungeladenen Spezies an der Elektrodenoberfläche geringer ist als die der geladenen Spezies. In ähnlicher Weise verhindert die Adsorption von Hydroxid und anderen möglichen Anionen an der Oberfläche bei alkalischem pH-Wert die Adsorption des Analyten und das Signal nimmt ab. Darüber hinaus liegt Arsenit bei pH = 4 als (natürliche) protonierte Spezies vor und kann nicht auf der Elektrodenoberfläche adsorbiert werden, was zu einer höheren Adsorption von Arsenat und einer besseren Sensorselektivität führt.

Variation der DPV-Reaktion einer mit Nanokomposit modifizierten Elektrode im Vergleich zu (a) pH-Wert und (b) Akkumulationszeit (rotes Diagramm) und Akkumulationspotential (blaues Diagramm). Akkumulierungsbedingungen: AcBS mit 8 μM Arsenat im OCP-Zustand für verschiedene Zeiten oder verschiedene Potentiale für 5 Minuten.

In Anbetracht der Auswirkung des pH-Werts auf die Ergebnisse und der Möglichkeit einer Adsorption von Spezies auf der Elektrodenoberfläche spielt die Vorkonzentrationszeit wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei Differential-Puls-Voltammetrie-Experimenten, und mit zunehmender Zeit nimmt auch die Menge des auf der Elektrodenoberfläche adsorbierten Analyten zu . Um diesen Faktor und seine Auswirkung auf den Arsennachweisprozess zu untersuchen, wurden die vorbereiteten Elektroden mit unterschiedlichen Vorkonzentrationszeiten von 0, 1, 5 und 10 Minuten in eine Lösung mit 5 μM Arsenat gegeben und anschließend ihre Differentialimpulsvoltammogramme aufgezeichnet . Dieser Test wurde bei Leerlaufpotential für verschiedene Zeitintervalle (null bis 600 s) durchgeführt. Wie man sieht (Abb. 6b), wirkt sich eine Verlängerung der Vorkonzentrationszeit um bis zu 5 min positiv auf das Arsenat-Reduktionssignal auf der Elektrodenoberfläche aus, bei höheren Werten tritt keine Signaländerung auf. Diese Ergebnisse hängen mit der Zunahme des adsorbierten Analyten mit zunehmender Zeit und der Sättigung der Elektrodenoberfläche in 5 Minuten zusammen, sodass 5 Minuten als optimale Vorkonzentrationszeit gewählt wurden. Darüber hinaus wurde der Einfluss der Vorkonzentrationszeit in der Cyclovoltammetrie untersucht (Daten nicht gezeigt) und die Ergebnisse stimmen gut mit den DPV-Ergebnissen überein.

Das Vorbehandlungspotenzial ist ein wichtiger Faktor für zuverlässige Ergebnisse bei Elektrolyseprozessen.

Daher wurde in dieser Untersuchung die Optimierung des Vorbehandlungspotentials mit zwei Methoden durchgeführt, der zyklischen Voltammetrie und der differentiellen Pulsvoltammetrie. Die entsprechenden DPV-Ergebnisse sind in Abb. 6b dargestellt. Das Experiment wurde in einer 0,1 M Acetatpufferlösung mit pH 4, die Arsenat enthielt, unter Anwendung unterschiedlicher Vorkonzentrationspotentiale für 5 Minuten durchgeführt. Wie in den Diagrammen zu sehen ist, hat eine Variation des Potentials in positiver Richtung keinen Einfluss auf das resultierende Signal, und das durch die Durchführung der Vorkonzentration im offenen Schaltkreis erhaltene Signal ist gleich dem resultierenden Signal nach Anlegen von 1 V. Dieses Ergebnis hängt wahrscheinlich mit dem zusammen inhärente positive Ladung der Elektrodenoberfläche und ihre Fähigkeit, Arsenat zu adsorbieren. Das Anlegen negativer Potentiale ist für die Anreicherung von Arsenat nicht geeignet und die Abnahme des erhaltenen Signals kann auf die elektrostatische Abstoßung zurückzuführen sein.

Untersuchungen mit Arsenit als Analyt zeigten, dass vor der Signalaufzeichnung das Anlegen eines positiven Potentials erforderlich ist, was wahrscheinlich mit der Oxidation der Arsenitspezies zur Gewinnung des Reduktionssignals zusammenhängt. Die Ergebnisse der Differentialpulsvoltammetrie stimmen auch mit den Ergebnissen der Cyclovoltammetrie überein.

Das Diagramm der Differentialimpulsvoltammogramme für die mit Nanokomposit modifizierte Elektrode in Gegenwart unterschiedlicher Arsenatkonzentrationen ist in Abb. 7a dargestellt. Der lineare Dynamikbereich (LDR) des Sensors beträgt bis zu 30 µM.

(a) DPV-Reaktion von Nanokomposit-modifiziertem GCE nach 60-sekündiger Vorkonzentration unter OCP-Bedingungen in einer gerührten Lösung von As(V) mit unterschiedlichen Konzentrationen (0, 2, 3, 7, 10, 12, 14, 19, 25, 30). , 35 μM); (b) DPV-Reaktion der mit Nanokomposit modifizierten Elektrode nach Eintauchen in 12 μM AsO43– und möglichen Störstoffen (Ag+, Cu2+, Co2+, Pb2+, Cd2+, PO43-, Fe2+, Tyrosin (TRZ), Ascorbinsäure (AsA), Isoniazid ( INZ), Paracetamol (AP) und ihre Mischung plus AsO43 (Mischung); Einschub von a: Variation des Stroms gegenüber der Konzentration von As(V).

Wie in den Grafiken zu sehen ist, nahm mit der Erhöhung der Konzentration von 0 auf 30 μM auch das resultierende Signal zu und die Identifizierung des Analyten erfolgte optimal. Das Diagramm der aktuellen Änderungen gegenüber der Konzentration (Kalibrierung) zeigt die Existenz einer linearen Beziehung basierend auf der Gleichung \(y\left(I/\mu A\right)=-1,79\left(C/\mu M\right)+0,23 \) zwischen Signal und Konzentration und einem Korrelationskoeffizienten von 0,99 in diesem Bereich (Abb. 7a-Einschub). Die Empfindlichkeit dieses Sensors betrug 1,79 A/M. Unter Berücksichtigung der Standardabweichung des Sensors in der Blindlösung (S) und der Empfindlichkeit oder der Steigung der Kalibrierungskurve (m) basierend auf der Gleichung beträgt die Nachweisgrenze (LOD) = 3S/m und die Quantifizierungsgrenze (LOQ) = 10S /m, LOD und LOQ des Sensors wurden mit 0,12 µM und 0,38 µM berechnet. Der Vergleich der Ergebnisse dieses Sensors mit früheren Arbeiten zeigt die Bedeutung des vorgeschlagenen selektiven Sensors (Tabelle 1).

Um die Selektivität des vorgeschlagenen Sensors zu untersuchen, wurde das Voltammogramm einer bestimmten Arsenatkonzentration in An- und Abwesenheit von Störfaktoren aufgenommen und die resultierenden voltammetrischen Ströme verglichen. Wenn die auf den Analyten bezogene Signaländerung in Gegenwart von Störstoffen weniger als 5 % beträgt, kann daraus geschlossen werden, dass die untersuchte Spezies die Messung des Analyten nicht stört. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Abb. 7b zusammengefasst. Den Untersuchungen zufolge verursachen die meisten der in Abb. 7b genannten Kationen und einige Medikamente keine Störung der Messung. Außerdem zeigen die Ergebnisse von Abb. 7b, dass die DPV-Reaktion des vorgeschlagenen Sensors nach der Wechselwirkung mit Arsenat dem Ergebnis des Sensors nach der Wechselwirkung mit einer Mischung aus Kationen und Arsenat ähnelt. Diese Ergebnisse belegen, dass es keine starke Wechselwirkung zwischen Arsenat und den genannten Verbindungen gibt. Daher kann die gleichzeitige Anwesenheit dieser Spezies den elektrochemischen Nachweis von Arsenat nicht beeinträchtigen.

Die Wiederholbarkeit des Nanokomposit-modifizierten GCE wurde durch fünfmalige Wiederholung des DPV-Tests in 7 µM As(V)-Lösung unter optimalen Bedingungen überprüft, und der resultierende RSD (3,31 %) ist eine Bestätigung der Wiederholbarkeit des vorgeschlagenen Sensors. Jede vorbereitete Elektrode konnte neunmal zu Nachweiszwecken verwendet werden, ohne dass sich die Ergebnisse wesentlich veränderten.

Um die Reproduzierbarkeit der Sensorvorbereitung zu überprüfen, wurde die relative Standardabweichung in den Ergebnissen von fünf mit Nanokomposit modifizierten Elektroden bestimmt, und der RSD von 3,91 % zeigt die gute Reproduzierbarkeit des vorgeschlagenen Sensors an.

Eines der größten Probleme im Zusammenhang mit dem vorgestellten Sensor ist seine Kurzzeitstabilität und die Unfähigkeit, ihn an verschiedenen Tagen wiederzuverwenden. Um dieses Problem zu lösen, wurde auch die Möglichkeit untersucht, die Bleistiftbleielektrode (PLE) als Elektrodensubstrat zu verwenden, da aufgrund des niedrigen Preises und der niedrigen Verfügbarkeit von PLE eine einmalige Verwendung möglich ist. Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass die auf der Oberfläche des Nanokomposit-modifizierten GCE und des Nanokomposit-modifizierten PLE erhaltenen Signale sich nicht unterscheiden und die auf der Oberfläche der Glaskohlenstoffelektrode erhaltenen optimalen Bedingungen auch in diesem Fall genutzt werden können.

Abschließend lässt sich sagen, dass die durchschnittliche Reaktionszeit, oder mit anderen Worten die Zeit, die benötigt wird, um das Signal zu erreichen, 6 Minuten beträgt, einschließlich 5 Minuten Akkumulation und 1 Minute für die Signalaufzeichnung mit Stripping-Analyse, was alle diese Eigenschaften belegen die Eignung der vorbereiteten Elektrode für Sensoranwendungen.

Die mit Nanokomposit modifizierte Elektrode wurde zur Bestimmung des anorganischen Arsengehalts in den Leitungswasser- und Reismehlproben verwendet. Um die Konzentration von As in realen Umweltproben abzuschätzen, wurde eine Standardadditionsmethode angewendet. Hierzu wurde nach der Probenvorbereitung ein bestimmtes Volumen (10 ml) der Probenlösung in die elektrochemische Zelle gegossen und das entsprechende Voltammogramm unter optimalen Bedingungen aufgenommen. Anschließend wurden dieser Lösung steigende Volumina der Standardlösungen des 1 M Analyten (20, 60, 100, 150, 300 µL) zugesetzt. Bei jedem Zuwachs des Analyten wird die voltammetrische Reaktion aufgezeichnet und die Daten gemessen. Die Kalibrierungskurve wird entsprechend der Standardkonzentration erstellt und durch Extrapolation und Ermittlung des x-Achsenabschnitts wird die Konzentration der unbekannten Probe ermittelt. Die Ergebnisse zeigten, dass in den untersuchten Proben die Konzentration von Arsenionen unter der Nachweisgrenze des vorgeschlagenen Sensors liegt. Auch wenn man die Menge der Verdünnung berücksichtigt, ist es klar, dass die Menge an Arsen niedriger ist als die zulässige Menge, die gemäß dem nationalen Standard des Iran bestimmt wird (0,15 ppm).

Um die Genauigkeit (Validität) der Ergebnisse zu überprüfen, wurden der Probenmatrix unterschiedliche Mengen As(V)-Standardlösung zugesetzt und nach der Messung der Arsenmenge die prozentuale Wiederfindung berechnet. Basierend auf der berechneten Wiederfindung (Tabelle S1) und dem erhaltenen RSD-Prozentsatz kann diese Methode zur Bestimmung von Arsen in Reis- und Wasserproben verwendet werden.

Für die Bestimmung von As(V) als Arsenat wurde eine mehrstufige Elektrodenvorbereitungsmethode bestehend aus PDDA, PA, Vernetzer und AAGO-Abscheidung verwendet. Die Kombination dieser Modifikatoren an der Elektrodenoberfläche führte zur Entwicklung eines neuen Sensors zur selektiven Bestimmung von As(V) in realen Proben. Das Vorhandensein von positiv geladenem PDDA und leitfähigem PA zusätzlich zu nanometrischem AAGO führte zu einer guten Adsorption des negativ geladenen Analyten AsO43- und höheren voltammetrischen Signalen. Die Untersuchung der Interferenz der getesteten Elemente bewies die selektive Bestimmung von As(V). Schließlich wurde dieser Sensor erfolgreich zur Messung von As(V) in Reis- und Wasserproben eingesetzt. Niedrige Kosten, einfache Handhabung, Biokompatibilität, hohe Selektivität, Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit sind die Vorteile des vorgeschlagenen Sensors. Aufgrund der begrenzten Stabilität des vorgeschlagenen Sensors (nur 1 Tag) wurde die Möglichkeit der Verwendung einer Stiftelektrode untersucht und ähnliche Ergebnisse erzielt. Um Zeit zu sparen, wird in zukünftigen Arbeiten die Möglichkeit der Verwendung von siebgedruckten Graphitelektroden untersucht, was in unserem Labor durchgeführt wird.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel und seinen ergänzenden Informationsdateien enthalten.

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Wir danken dem Nano Technology Research Center der Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Urmia für die teilweise finanzielle Unterstützung.

Abteilung für Nanotechnologie, Fakultät für Chemie, Universität Urmia, Urmia, Iran

Sara Hamid Kargari, Fatemeh Ahour und Mehdi Mahmoudian

Institut für Nanotechnologie, Universität Urmia, Urmia, Iran

Fatemeh Ahour & Mehdi Mahmoudian

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SHK führte die in der Arbeit beschriebenen Experimente und Analysen durch; FA entwarf den elektrochemischen Teil der Studie, interpretierte die Ergebnisse und schrieb die Arbeit, und MM leitete die Synthese der Nanomaterialien und des polymeren Elektrodenmodifikators. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Fatemeh Ahour.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Hamid Kargari, S., Ahour, F. & Mahmoudian, M. Ein elektrochemischer Sensor zum Nachweis von Arsen mithilfe einer nanokompositmodifizierten Elektrode. Sci Rep 13, 8816 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36103-6

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Eingegangen: 16. April 2023

Angenommen: 30. Mai 2023

Veröffentlicht: 31. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36103-6

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