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):
1. nanojournal.ru - http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/rossiiskie-uchenye-zastavili-nanokompozity-rabotat-kak-elektrody
|
