Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.29039/rusjbpc.2022.0538

Ключевые слова: nanodiamonds, alumina nanofibers, composite, catalyst, copper ions, phenol detection, наноалмазы, нановолокна оксида алюминия, композит, катализатор, ионы меди, детекция фенолов

Аннотация: С помощью химической модификации ионами меди нового композитного материала на основе нановолокон оксида алюминия и наноалмазов в работе получен функционализированный композит нановолокна γ Al₂O₃ / наноалмазы / Cu²⁺ с улучшенными сенсорными свойствами для детекции фенолов в водной среде. Химическая модификация композита позволила более чем в два раза увеличить его каталитическую активность в реакции соокисления фенолов с 4-аминоантипирином в присутствии Н₂О₂. Полученный эффект позволил вдвое снизить порог минимально выявляемой концентрации аналитов при их тестировании с помощью функционализированного композита, что было продемонстрировано на примере детекции фенола и 4-хлорфенола. В работе показано, что полученный композит обеспечивает линейный отклик в широком диапазоне концентраций фенола (0,25-100 мкМ) и 4-хлорфенола (0,5-25 мкМ). Установлено, что адсорбированные на композит ионы Cu²⁺ прочно связны с его поверхностью, не десорбируются и не инактивируются реагентами реакции соокисления при многократном использовании композита. В модельных экспериментах показана применимость функционализированного композита в качестве многоразового сенсора в ходе последовательного многократного тестирования фенола в водных образцах. В работе также проведены сравнительные исследования кинетики и изотермы адсорбции ионов Cu²⁺ на композитный материал и матрицу из оксида алюминия, оценена их сорбционная емкость. A functionalized composite γ-Al2O3 nanofibers / nanodiamond / Cu2+ with improved sensor properties for the detection of phenols in an aqueous medium was obtained by chemical modification with copper ions of a new composite material based on alumina nanofibers and nanodiamonds. The chemical modification of the composite made it possible to increase its catalytic activity more than twice in the co-oxidation of phenols with 4-aminoantipyrine in the presence of H2O2. The obtained effect enabled to reduce the threshold of the minimum detectable concentration of analytes by half when they were tested using a functionalized composite. What was demonstrated by the example of the detection of phenol and 4-chlorophenol. It was shown that the obtained composite provides a linear response in a wide range of concentrations of phenol (0.25-100 μM) and 4-chlorophenol (0.5-25 μM). It is found that the adsorbed Cu2+ ions are firmly bound to composite surface, are not desorbed, and are not inactivated by co-oxidation reagents during repeated use of the composite. The applicability of a functionalized composite as a reusable sensor was shown in model experiments in the course of sequential multiple testing of phenol in aqueous samples. Comparative studies of the kinetics and isotherms of adsorption of Cu2+ ions on a composite material and an alumina matrix, and estimation their sorption capacity were also carried out in the work.

Журнал: Актуальные вопросы биологической физики и химии

Выпуск журнала: Т. 7, № 3

Номера страниц: 423-427

ISSN журнала: 24999962

Место издания: Севастополь

Издатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет"

• Ронжин Н. О. (ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Посохина Е. Д. (ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Михлина Е. В. (ФИЦ КНЦ СО РАН)
• Рыжков И. И. (Сибирский федеральный университет)
• Бондарь В. С. (ФИЦ КНЦ СО РАН)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)