سنتز و مشخصه‌یابی نانوهیبریدهای نانولوله کربنی- نانوذره‌های فلزی (مس و منگنز) و کاربرد آن‌ها در ساخت الکترود اصلاح شده با مایع یونی برای الکتروکاتالیز اکسایش استامینوفن

در کار پژوهشی حاضر، نانوهیبریدهای نانولوله های کربنی چند دیواره-نانوذره‌های فلزی(m-mwcnt; m = cu, mn) به روش کاهش شیمیایی تهیه شدند و نانوهیبریدهای به‌دست آمده برای اصلاح الکترود خمیر کربن (cpe) واجد 1-بوتیل 3- متیل ایمیدازولیوم هگزا فلئوروفسفات به عنوان مایع یونی (il) مورد استفاده قرار گرفتند. بدین منظور، mwcnt عامل‌دار شده و پیش ماده های فلزی با استفاده از هیدرازین مونوهیدرات به طور شیمیایی کاهش یافتند. ریخت شناسی و اندازه ذره‌ها با استفاده از fe-sem مورد بررسی قرار گرفتند. مطالعه‌های fe-sem، تشکیل نانوذره‌های cu و mn را با اندازه های میانگین به ترتیب حدود 65 و nm 90 بر سطح mwcnt نشان داد. نقشه برداری عنصری از نانوهیبریدهای تهیه شده، پراکندگی به نسبت یکنواخت نانوذره‌های cu و mn را بر سطح mwcnt به نمایش گذاشت. با استفاده از xrd، ساختار بلوری نانوذره‌های مس و منگنز در نانوهیبریدها شناسایی شد. قابلیت cpeهای واجد il و نانوهیبریدهای به‌دست آمده برای اکسایش الکتروکاتالیزی استامینوفن در محلول بافر فسفات 0.1m (ph=7.0) مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه‌های به‌دست آمده نشان‌دهنده فعالیت الکتروکاتالیزی خوب الکترودهای اصلاح شده نسبت به اکسایش استامینوفن است. همچنین، m-mwcnt/il/cpe علاوه بر داشتن مساحت سطح بالا، به دلیل اثر هم افزایی، فعالیت الکتروکاتالیزی بالاتری را در برای اکسایش استامینوفن نسبت به سایر الکترودهای به‌کار گرفته شده در این پژوهش نشان دادند. حدود تشخیص برای cu-mwcnt/il/cpe به روش‌های ولتامتری چرخه ای (cv) و ولتامتری پالس تفاضلی (dpv) به ترتیب 6.7 و µm 0.35 به‌دست آمدند. همچنین، برای mn-mwcnt/il/cpe حدود تشخیص به روش های cv و dpv به ترتیب 4.6 و µm 0.2 محاسبه شدند.

synthesis and characterization of carbon nanotube-metal nanoparticles (copper and manganese) nanohybrids and their application in construction of‌ electrode modified with ionic liquid for electrocatalysis of acetaminophen oxidation

in the present research work, multi-walled carbon nanotubes-metal nanoparticles (m-mwcnt; m = cu, mn) nanohybrids were prepared by chemical reduction method and the resulting nanohybrids were used for modification of carbon paste electrode (cpe) including 1-butyl 3-methyl-imidazolium hexafluorophosphate as an ionic liquid (il). for this purpose, functionalized mwcnt and metallic precursors were chemically reduced by hydrazine monohydrate. morphology and size of the particles were investigated by fe-sem. fe-sem studies showed the formation of cu and mn nanoparticles with average sizes of approximately 65 and 90 nm onto mwcnt surface, respectively. elemental mapping of the prepared nanohybrids demonstrated relatively uniform dispersion of cu and mn nanoparticles onto the mwcnt surface. by xrd, the crystalline structure of copper and manganase nanoparticles in nanohybrides was identified. the capability of the cpes including il and resulting nanohybrides for electrocatalytic oxidation of acetaminophen was studied in 0.1 m phosphate buffer solution (ph=7.0). the obtained results showed the good electrocatalytic activity of modified electrodes towards acetaminophen oxidation. also, m-mwcnt/il/cpe nanohybrid in addition of high surface area, due to the synergistic effect, showed higher electrocatalytic activity towards acetaminophen oxidation that those other electrodes used in this research. detection limits for cu-mwcnt/il/cpe were obtained 6.7 and 0.35 μm by cyclic voltammetry (cv) and differential pulse voltammetry (dpv) methods. also, for mn-mwcnt/il/cpe, detection limits were calculated 4.6 and 0.2 μm by cv and dpvmethods, respectively.