ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่สำหรับการตรวจหาโลหะปริมาณเล็กน้อย

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่สำหรับการตรวจหาโลหะปริมาณเล็กน้อย
นักวิจัย : สมปอง ทองงามดี
คำค้น : beryllium , bismuth film electrodes , electrochemical sensors , stripping voltammetry , ขั้วไฟฟ้าฟิล์มบางบิสมัท , สทริพพิงโวลแทมเมทรี , เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้า , เบริลเลียม
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2553
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5180280 , http://research.trf.or.th/node/6445
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

เทคนิคทางเคมีวิเคราะห์เชิงไฟฟ้ากำลังจะมีบทบาทมากทางด้านเซนเซอร์ เพราะเทคนิคนี้ นอกจากจะประยุกต์ใช้กับเซนเซอร์ ซึ่งสามารถวิเคราะห์สารได้โดยตรงในแหล่งสารตัวอย่าง โดยไม่ต้องมีการนำสารตัวอย่างมาวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการแล้ว ยังสามารถประยุกต์ใช้ทำให้เซนเซอร์มีขนาดเล็ก กะทัดรัด มีความว่องไวและจำเพาะในการตรวจวัด งานวิจัยนี้ เป็นการแสวงหาขั้วไฟฟ้าใหม่ที่ไม่ใช่ปรอท มาพัฒนาเป็นเซนเซอร์ พบว่าขั้วไฟฟ้าบิสมัทซึ่งเป็นโลหะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เมื่อเคลือบบนเส้นใยคาร์บอน สามารถตรวจวิเคราะห์หาโลหะปริมาณน้อย ๆ ได้ โดยใช้เทคนิคแอดซอร์ฟทีฟสทริพพิงโวลแทมเมทรีมาประยุกต์ร่วม วิธีการใหม่นี้ทำได้โดยการทำให้เกิดการสะสมของสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะที่ขั้วบิสมัท หลังจากนั้นใช้คลื่นสแควร์เวฟสแกนไปที่ขั้วบิทมัสทางด้านศักย์ไฟฟ้าลบ ทำให้โลหะหลุดออกจากขั้วเพื่อตรวจหาปริมาณ ปรากฎว่าการวิเคราะห์ได้ผลดีเทียบเท่ากับการใช้ขั้วไฟฟ้าปรอท ซึ่งเป็นขั้วไฟฟ้าที่เป็นอันตรายและนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายมานาน จากการวิเคราะห์หาโลหะเบริลเลียมซึ่งเป็นโลหะที่เป็นพิษ พบว่า สารประกอบเชิงซ้อนระหว่างเบริลเลียมกับอาร์เซนนาโซ-III สามารถทำให้เกิดการสะสมบนขั้วไฟฟ้าบิสมัทที่เคลือบอยู่บนเส้นใยคาร์บอนได้ ในสภาวะสารละลายบัฟเฟอร์ของแอมโมเนียมเข้มข้น 0.05 โมล่าร์ พีเอช 9.7 ความเข้มข้นของอาร์เซนนาโซ-III ที่ 10 ไมโครโมล่าร์ ศักย์ไฟฟ้าของการสะสม 0.00 โวลต์ เมื่อวัดเทียบกับขั้วไฟฟ้าอ้างอิงซิลเวอร์-ซิลเวอร์คลอไรด์ การตอบสนองการวิเคราะห์เบริลเลียมช่วงที่เป็นเส้นตรงเมื่อมีการสะสมของเบริลเลียมนาน 60 วินาที อยู่ที่ 10-50 ไมโครกรัมต่อลิตร ขอบเขตต่ำสุดของการวิเคราะห์อยู่ที่ 0.25 ไมโครกรัมต่อลิตร ทำความสะอาดขั้วไฟฟ้าโดยใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้าผ่านลงไปนาน 15 วินาที ตรวจสอบความคงทนของขั้วไฟฟ้าบิสมัท โดยตรวจวัดเบริลเลียมที่ความเข้มข้น 100 ไมโครกรัมต่อลิตร ซ้ำ 40 ครั้ง ในช่วงเวลา 2 ชั่วโมง พบว่ามีความเบี่ยงเบนมาตรฐานของการตรวจวัดต่ำมาก อยู่ที่ร้อยละ 3.9 ดังนั้นขั้วไฟฟ้าบิสมัท สามารถใช้เป็นเซนเซอร์ในการตรวจวัดโลหะปริมาณน้อย ๆ ทดแทนขั้วไฟฟ้าปรอทได้เป็นอย่างดี การประยุกต์ใช้ตรวจวัดโลหะในแหล่งน้ำธรรมชาติได้ผลดีเช่นกัน ผลการวิจัยนี้ ชี้ให้เห็นถึงแนวทางที่จะเคลือบขั้วไฟฟ้าบิสมัทบนแผ่นสกรีนพรินต์ เพื่อทำเป็นเซนเซอร์ในโอกาสต่อไป Electrochemical sensing devices have a major impact upon the monitoring of pollutants by allowing the instrument to be taken to the sample rather than bringing the sample to the laboratory. The advancement in miniaturization technology has led to the development of sensitive and selective electrochemical devices for field based and in situ monitoring. Efforts have been focused on the development of bismuth coated carbon electrode for the sensitive adsorptive stripping voltammetric determination of trace metals. A submersible electrode assembly for the real time monitoring of the metals in natural waters has been developed. The new protocol is based on the accumulation of the metal-ligand complex at a preplated bismuth film electrode, followed by a negatively sweeping square wave voltammetric waveform. The resulting performance is examined and compares well with mercury film electrodes. The favorable performance obtained at bismuth electrodes coupled with the negligible toxicity of bismuth makes them extremely attractive for developing the bismuth based submersible sensors for continuous in-situ environmental and industrial monitoring of trace metals. A sensitive adsorptive stripping voltammetric protocol for measuring trace beryllium, for example, in which the preconcentration is achieved by adsorption of the beryllium–arsenazo-III complex at a preplated bismuth-coated carbon fiber electrode, is described. Optimal conditions were found to be a 0.05 M ammonium buffer (pH 9.7) containing 10 μM arsenazo-III, an accumulation potential of 0.0 V (versus Ag/AgCl). The new procedure obviates the need for toxic mercury film electrodes used in early stripping protocols for beryllium. A linear response is observed over the 10–50 μg l-1 concentration range (60 s accumulation), along with a detection limit of 0.25 μg l-1 beryllium. A 15-s electrochemical cleaning enables the same bismuth film to be used for a prolonged operation. High stability is thus indicated from the reproducible response of a 100 μg l-1 beryllium solution (n = 40; RSD = 3.9%) over a 2-h operation. Applicability to a ground water sample is illustrated. The attractive behavior of the new sensor holds great promise for on-site environmental and industrial monitoring of beryllium. Preliminary data in this direction using bismuth-coated screen-printed electrodes are encouraging.

บรรณานุกรม :
สมปอง ทองงามดี . (2553). เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่สำหรับการตรวจหาโลหะปริมาณเล็กน้อย.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สมปอง ทองงามดี . 2553. "เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่สำหรับการตรวจหาโลหะปริมาณเล็กน้อย".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สมปอง ทองงามดี . "เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่สำหรับการตรวจหาโลหะปริมาณเล็กน้อย."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2553. Print.
สมปอง ทองงามดี . เซนเซอร์ทางเคมีไฟฟ้าแบบใหม่สำหรับการตรวจหาโลหะปริมาณเล็กน้อย. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2553.