Одержання плівок на основі хітозану для вольтамперометричних досліджень
Розробка модифікованих електрохімічних сенсорів на основі скловуглецевих матеріалів. Можливий вплив різних факторів, а саме концентрації полімеру в розчині, товщини плівки, рН, способи її модифікації на електрохімічні властивості хітозанових плівок.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 25.09.2024 |
| Размер файла | 601,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Одержання плівок на основі хітозану для вольтамперометричних досліджень
Бохан Ю.В.
канд.хім.наук, доцент, доцент кафедри природничих наук, хімії, географії та методик їхнього навчання;
Центральноукраїнський педагогічний університет імені Володимира Винниченка, м. Кропивницький, Україна
Форостовська Т.О.
канд.пед.наук, викладач кафедри природничих наук, хімії, географії та методик їхнього навчання
Центральноукраїнський педагогічний університет імені Володимира Винниченка, м. Кропивницький, Україна
Полісахариди - це клас біополімерів, що відноситься до найбільш поширених у природі органічних сполук. Полісахариди - це високомолекулярні сполуки, побудовані з елементарних ланок моносахаридів, з'єднаних між собою глікозидними зв'язками.
Хітин серед природних полісахаридів посідає друге місце за поширеністю після целюлози. Хітозан (ХТ), полі-[1 ^J-G-D-глюкозамін (рис.1), являє собою лінійний полісахарид, отриманий деацетилюванням хітину (природного біополімеру, що міститься в екзоскелеті ракоподібних, у клітинних стінках грибів, та в інших біологічних матеріалах) [1].
В основі отримання хітозану лежить реакція відщеплення від структурної одиниці хітину - ^ацетил^-глюкозаміну -- ацетильної групи або реакція деацетилування, глибину якої прийнято оцінювати за величиною ступеня ацетилування або за величиною ступеня деацетилування. Неповна ступінь проходження реакції деацетилування хітину обумовлює властиву хітозану вольтамперометричний модифікований скловуглецевий
Рис. 1. Будова хітину(1), целюлози (2) та хітозану (3)
структурну неоднородність. В залежності від умов реакції отримують хітозани, що істотно відрізняються величиною ступеня деацетилізації. Кількість остаточних ацетильних груп в хітозані може досягати 30%, і характер їх розподілу за ланцюгом полімеру помітно впливає на деякі фізико-хімічні та електрохімічні властивості хітозану. Розподіл ацетильних груп в хітозані залежить від ступеня кристалічності хітину, має блоковий характер, а довжина блоку залежить від розміру та розташування аморфних ділянок, так як у цих ділянках легше протікає реакція деацетилування. Хітозан (ХТ), знаходить широке застосування у фармакології, екологічних, хімічних дослідженнях та харчової промисловості [1]. Інтерес до цього біополімеру з точки зору електрохімічного застосування обумовлено поєднанням кількох факторів - здатність до плівкоутворення, хороша адгезія до поверхонь електродів, висока водопроникність, нетоксичність, біосумісність, висока механічна міцність і сприйнятливість до хімічних речовин - модифікаторів [2]. Ці особливі властивості залежать від наявності реакційноздатних аміно- і гідроксильних функціональних груп, які призводять до великої гідрофільної поверхні. Це пояснює, чому можна розглядати можливість використання хітозану для розробки електрохімічних сенсорів і біосенсорів тощо.
Важливим моментом у розробці модифікованих електрохімічних сенсорів на основі скловуглецевих матеріалів є оптимізація їх підготовки, т.я це може сильно впливати на електрохімічні властивості поверхні. Електроаналітичні властивості сенсорів залежать від якісного та кількісного складу модифікуючого покриття. Для розробки сенсорів з високою селективністю та відтворюваністю були досліджені різні способи одержання розчинів хітозану, обраний оптимальний склад компонентів модифікатору (ХТ), досліджений вплив умов модифікації поверхні скловуглецевого електроду (СВЕ) на стійкість електрохімічних характеристик модифікованого хітозаном скловуглецевого електроду. Критеріями оптимальності служили значення максимальних піків струму стандартної редокс-пари ферроціанідів [Fe(CN)6]3-/4-. Як об'єкт дослідження використовували хітозан різного ступеня деацетилізації (Chitosan HMW, (extracted and purified from crab shell, deacetylation > 75% and Mw of ca. 310-375 kDa); Chitosan MMW, (extracted and purified from crab shell, deacetylation > 85% and Mw of ca. 370 kDa); Chitosan LMW, (extracted and purified from crab shell, deacetylation 75-85% and Mw of ca. 50-190 kDa) was purchased from Sigma- Aldrich (Merck), Alges, Portugal). Хітозан середньої молекулярної маси розчиняли у кислих водних розчинах, використовуючи етанову кислоту в різних концентраціях від 0,5 до 2,0 мас. %, перемішуючи суміші до отримання однорідного розчину. Після повного розчинення, розчини хітозану центрифугували при 3600 об/хв (приблизно 2200 х g) протягом 10 хв для видалення будь-якій кількості залишкового нерозчиненого полімеру. Для підвищення селективності одержаних розчинів хітозану провели додаткову модифікацію готових розчинів додаванням розчинів глутарового альдегіду, різної концентрації, гомогенізували та перемішували ще 10 хв.
Деякі розчини хітозану в концентраціях від 0,5 до 2,0 мас. % готували також із використанням методу надкритичної солюбілізації та атомізації за допомогою CO2, який є одним із передових екологічних методів, оскільки включає процеси, які не вимагають застосування кислоти чи шкідливого розчинника та використовує тільки воду та CO2 під час приготування. Розчинення хітозану у воді відбувається через підкислюючу дію СО2 та застосування підвищеного тиску.
Модифікування скловуглецевого електрода проводили шляхом нанесення 10-30 мкл розчину ХТ на підготовлену поверхню скловуглецевого електрода краплинним методом та подальшим висушуванням при кімнатній температурі протягом 10 хв, потім 20 хвилин під струменем аргону та реєстрували вольтамперограми (рис.2).
В роботі розглянуто вплив різних факторів, а саме концентрації полімеру в розчині, товщини плівки, рН, способи її модифікації на електрохімічні властивості хітозанових плівок.
Встановлено, що найбільш дієвими факторами, що впливають на електрохімічні характеристики скловуглецевого електроду з модифікованою плівкою хітозану поверхнею, є їх товщина, реагентна та термічна модифікація, рН тощо. Одержані результати продемонстрували ефект по-різному підготовленої хітозанової поверхневої плівки на вольтамперометричні характеристики досліджуваного скловуглецевого електроду.
Рис. 2. Циклічні вольтамперограми 5.0 мМ розчину редокс-пари [Fe(CN)6]3-/4-- на різних електродах (3 - СВЕ; 8 - СВЭ/ХТ(0,5%)) на фоне 0,1 М Na2SO4 та фосфатного буферу (рН=6,8) при швидкості розгортки потенціалу 0,1 В/с.
Список використаних джерел:
[1] Плівки на основі хітозану: одержання, властивості, модифікація та використання / Т. В.Солодовник, Ю. М. Куриленко// Вопросы химии и химической технологии. - 2012. - N° 4. - С. 65-82.
[2] Chitosan--Based composite membranes containing chitosan--coated carbon nanotubes for polymer electrolyte membranes/ Y.Ou, C.Qin, W.C.Tsen, S.Wen, J.Wang// Polym. Adv. Technol. - 2018. - No 29. - С. 612-622.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основні відомості по властивостях ZnSe, розглядаються особливості процесів при утворенні власних точкових дефектів та основні методи вирощування плівок II–VI сполук. Опис установки для досліджень оптичних і люмінесцентних властивостей, їх результати.
курсовая работа [806,4 K], добавлен 17.07.2011Аналіз методів підвищення добротності матеріалів із застосуванням технології іскрового плазмового спікання. Фізичні основи SPS-процесу. Властивості термоелектричних матеріалів на основі Bi2Te3., методика їх подрібнення. Порядок сепарації Bi2Te3.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 01.03.2014Електропровідні полімери, їх властивості. Синтез функціональних плівок полі аніліну. Електрокаталітичні властивості металонаповнених полімерних композитів. Електрохімічний синтез функіоналізованої поліанілінової плівки, властивості одержаних композитів.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 26.07.2014Особливості будови та загальні способи одержання похідних 1,4-дигідропіридину з флуорованими замісниками, їх біологічна активність. Використання синтезу Ганча для утворення похідних 4-арил-1,4-дигідропіридину на основі о-трифлуорометилбензальдегіду.
дипломная работа [734,7 K], добавлен 25.04.2012Основні фізичні властивості полімерного матеріалу. Порівняння фізичних властивостей полімерних матеріалів. Довжина молекули полімеру. Позначення поліетилентерефталату на ринку. Основні сфери застосування поліетилентерефталату (ПЕТ) у промисловості.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 29.12.2015Основні принципи дизайну координаційних полімерів. Електронна будова та фізико-хімічні властивості піразолу та тріазолу. Координаційні сполуки на основі похідних 4-заміщених 1,2,4-тріазолів. Одержання 4-(3,5-диметил-1Н-піразол-4-іл)-4Н-1,2,4-тріазолу.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.12.2011Методика нанесення провідникової плівки на скло. Використання сонячної енергії, його переваги та недоліки. Квантова теорія світла. Спектр пропускання плівок оксиду кремнію на склі. Вимірювання параметрів та порівняння з кремнієвим фотоелементом.
реферат [608,9 K], добавлен 16.12.2015Методика синтезу полікристалічних високотемпературних надпровідників. Основні відомості з фізики рентгенівських променів та способи їх реєстрації. Синтез твердих розчинів LnBa2Cu3O7, їх структурно-графічні властивості і вміст рідкісноземельних елементів.
дипломная работа [654,6 K], добавлен 27.02.2010Поняття ароматичних вуглеводних сполук (аренів), їх властивості, особливості одержання і використання. Будова молекули бензену, її класифікація, номенклатура, фізичні та хімічні властивості. Вплив замісників на реакційну здатність ароматичних вуглеводнів.
реферат [849,2 K], добавлен 19.11.2009Основні методи обробки та регулювання властивостей глинистих матеріалів. Аналіз використання адсорбентів на основі алюмосилікатів для очистки вуглеводневих сумішей та поглинання нафтопродуктів. Визначення сорбційної здатності модифікованого сапоніту.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 20.05.2017Моногалогенопохідні та полігалогенопохідні алканів: номенклатура, ізомерія, методи одержання, електронна будова, фізичні та хімічні властивості. Ненасичені галогенопохідні: загальна характеристика, методи та обґрунтування процесу одержання, властивості.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.11.2013Номенклатура, електронна будова, ізомерія, фізичні, хімічні й кислотні властивості, особливості одержання і використання алкінів. Поняття та сутність реакцій олігомеризації та ізомеризації. Специфіка одержання ненасичених карбонових кислот та їх похідних.
реферат [45,5 K], добавлен 19.11.2009Залежність магнітної сприйнятливості різних речовин від температури. Ядерний магнітний момент. Додатні значення магнітної сприйнятливості парамагнітних матеріалів. Магнітні властивості електронів, ядер, атомів. Природа діа-, пара- і феромагнетизму.
реферат [420,2 K], добавлен 19.12.2010Огляд електрохімічних методів аналізу. Електрохімічні методи визначення йоду, йодатів, перйодатів. Можливість кулонометричного визначення йодовмісних аніонів при їх спільній присутності. Реактиви, обладнання, приготування розчинів, проведення вимірювань.
дипломная работа [281,1 K], добавлен 25.06.2011Фізичні та хімічні способи відновлення галогенідів золота. Методи отримання сферичних частинок. Схема двохфазного синтезу за методом Бруста. Електрохімічні методи отримання наностержнів. Основні способи отримання нанопризм: фотовідновлення, біосинтез.
презентация [2,0 M], добавлен 20.10.2013Дослідження корозійної поведінки сталі в водних розчинах на основі триполіфосфату натрію з подальшим нанесенням конверсійних антикорозійних покриттів потенціодинамічним та потенціостатичним методами. Електрохімічне моделювання атмосферної корозії.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 24.03.2013Значення амінокислот в органічному світі. Ізомерія. Номенклатура. Шляхи отримання амінокислот. Фізичні властивості. Хімічні властивості. Біосинтез амінокислот. Синтез незамінних амінокислот. Білкові речовини клітини: структурні білки, ферменти, гормони.
реферат [20,0 K], добавлен 25.03.2007Класифікація провідникових матеріалів. Електропровідність металів. Розгляд питання зштовхування електронів з вузлами кристалічної решітки. Латунь як сплав міді з цинком, її властивості та якості провідника. Особливості використання алюмінієвих сплавів.
реферат [42,2 K], добавлен 24.11.2010Синтез електропровідних полімерів. Основні форми поліаніліну. Синтез наночастинок золота. Електрокаталітичні властивості металонаповнених полімерних композитів. Окиснення попередньо відновленої до лейкоемеральдинової форми функціоналізованої Пан плівки.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 09.07.2014Основи теорії епітаксійного росту. Здійснення процесів епітаксії осадженням з газової, рідинної та твердої фаз. Отримання монокристалічних плівок методом молекулярно-променевої епітаксії. Застосування гетероепітаксійних кремнієвих структур в електроніці.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.01.2013
