Российские учёные заставили нанокомпозиты работать как электроды
Учёные Орловского государственного аграрного университета предложили использовать
вместо кобальтселективных новый тип электродов, созданных на основе кобальтполимерных
нанокомпозитов
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.
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=44022