О нанокомпозитах в роли электродов
Тяжёлые металлы, к которым относится и кобальт, пожалуй, самые распространённые и опасные загрязнители окружающей среды. Эти токсиканты не поддаются деструкции и способны передвигаться по пищевым цепям экосистемы, концентрируясь в организмах её высших звеньев – животных и человека. Конечно, в малых дозах они не причиняют вреда, а кобальт, о котором пойдёт речь в данной статье, и вовсе служит необходимым элементом для роста растений, но в высоких концентрациях он опасен для живых организмов – оказывает токсическое действие на систему крови, дыхания и нервную систему.
Источником загрязнения этим металлом воздуха, почвы и воды, как правило, выступает сам человек, точнее, результаты его хозяйственной деятельности – добывающая и перерабатывающая кобальт промышленность, производство содержащих кобальт сплавов и реагентов, сточные воды, городские и сельскохозяйственные отходы. Контроль над содержанием кобальта в природе, безусловно, ведётся. Самым простым и надёжным для такого мониторинга признан метод потенциометрии, который заключается в измерении величины потенциала, возникающего на электроде, чувствительном к концентрации иона металла в растворе. Электрод, реагирующий на присутствие ионов кобальта, называется кобальтселективным.
Однако известные кобальтселективные электроды имеют функциональные и технологические ограничения. Это проявляется прежде всего в том, что их очень сложно изготовить, да и «работоспособными» они могут быть лишь при определённых условиях.
Учёные Орловского государственного аграрного университета предложили использовать вместо кобальтселективных новый тип электродов, созданных на основе кобальтполимерных нанокомпозитов. Результаты исследования опубликованы в Sensors Journal.
В новых электродах кобальтполимерные нанокомпозиты служат чувствительной мембраной. Учёные получали такие композиты путём химического осаждения частиц кобальта на поверхность полимера и последующего горячего прессования. Они установили, что возможно заранее задавать электродноактивные свойства таких электродов. На них непосредственным образом влияют структура композитной мембраны и условия, при которых идёт процесс получения композитов. Иными словами, можно заранее рассчитать необходимое количество реагентов и задать условия получения композитов, которые в итоге будут обладать оптимальной чувствительностью к ионам кобальта.
Исследование изготовленных композитов продемонстрировало возможность их применения в качестве электродных мембран потенциометрических сенсоров на ионы кобальта.
Такие сенсоры можно применять в химическом и экологическом мониторинге. Их преимущества – низкая стоимость, простота изготовления и быстрота производимых с их помощью измерений. На основе разработанной методики можно получать и другие металлополимерные композиционные материалы, с применением которых легко изготовить электрод, чувствительный к необходимому иону металла.
Источник информации:
A. Shabelskiy. Potentiometric Sensors Based on Cobalt–Polymer Composites for Cobalt (II) Ions. – IEEE Sensors Journal. – Vol. 11. – Issue 12. – PP. 3303–3308.
- Источник(и):
- Войдите на сайт для отправки комментариев