Grafeno Oxide Nanohybrid Thin Film eléctrodos modificados serigrafado reduzida de óxido de irídio como papel Electrochemical descartável microfluídicos pH Sensores

Jiang Yang; Tae-Joon Kwak; Xiaodong Zhang; Robert McClain; Woo-Jin Chang; Sundaram Gunasekaran

doi:10.3791/53339

É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.

Artigo de método

Grafeno Oxide Nanohybrid Thin Film eléctrodos modificados serigrafado reduzida de óxido de irídio como papel Electrochemical descartável microfluídicos pH Sensores

10K visualizações

⸱

DOI:

10.3791/53339

⸱

22 de novembro de 2016

Jiang Yang¹^,² , Tae-Joon Kwak³ , Xiaodong Zhang⁴ , Robert McClain⁵ , Woo-Jin Chang^*³^,⁶ , Sundaram Gunasekaran^*¹

¹Department of Biological Systems Engineering, University of Wisconsin-Madison, ²Environment, Energy and Natural Resources Center, Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University, ³Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin-Milwaukee, ⁴Department of Physics, School of Science, Tianjin University, ⁵Department of Chemistry, University of Wisconsin-Madison, ⁶School of Freshwater Sciences, University of Wisconsin-Milwaukee

^* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

O estudo demonstra o crescimento de óxido de grafeno reduzido de óxido de irídio (IRO ₂ -RGO) nanohybrid filmes finos sobre substrato de carbono impresso irregular e áspera através de uma síntese eletroquímica verde, e sua implementação como um sensor de pH com uma plataforma para papel-fluídica padronizada .

Resumo

A síntese eletroquímica facile, controlável, barato e verde da IrO ₂ -graphene nanohybrid filmes finos é desenvolvido para fabricar um sensor de pH easy-to-use papel integrado microfluídicos eletroquímico para contextos de recursos limitados. Levando vantagens de ambos os medidores e tiras de pH, a plataforma de detecção de pH é composto por hidrofóbico micropad papel decorado-barreira (μPAD), utilizando o polidimetilsiloxano (PDMS), eletrodo serigrafado (SPE) modificado com Iro ₂ -graphene filmes e moldados de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) suporte de plástico. Repetitivo ciclismo potencial catódico foi empregada para a redução de óxido de grafeno (GO), que pode remover completamente os grupos oxigenados eletroquimicamente instáveis e gerar uma fina camada de grafeno homogênea livre de defeitos 2D com excelente estabilidade e propriedades eletrônicas. Um bom filme _IrO2 uniforme e em tamanho nanoescala grão é anodicamente eletrodepositados para o filme de grafeno, sem qualquerrachaduras observável. O _IrO2 -RGO eletrodo resultante mostrou respostas ligeiramente super-Nernstiana de pH 2-12, em tampões com boa linearidade, pequena histerese, tempo de resposta baixo e reprodutibilidade em diferentes tampões, bem como baixas sensibilidades de interferir diferente Britton-Robinson (BR) espécies iônicas e oxigênio dissolvido. Um medidor de pH digital portátil simples é fabricada, cujo sinal é medido com um multímetro, usando amplificador operacional de entrada de alta impedância e pilhas de consumo. Os valores de pH medidos com os sensores de pH de papel-microfluidos electroquímicos portáteis eram consistentes com aqueles medidos usando um medidor de pH laboratório comercial com um eléctrodo de vidro.

Introdução

A determinação do pH é onipresente em alimentos, fisiológica, medicinal e estudos ambientais. Duas ferramentas mais comuns para detecção de pH são tiras de pH e medidores de pH. As tiras de papel são impregnados com as moléculas indicadoras de pH que mudam de cor, mas a leitura é por vezes limitada em gamas de pH, subjectiva e semi-quantitativa com alguns desvios. Por outro lado, um medidor de pH convencionalmente equipado com um eléctrodo de vidro de pH pode medir com precisão ao nível de 0,01, e exibição por uma interface de utilizador digitais. medidores de pH baseados em laboratório não só precisam de cuidados especiais na manutenção e calibração, mas também não ....