Publications
Detailed Information
Non-enzymatic electrochemical sensing of hydrogen peroxide based on Polyaniline-MnO2 nanofibers modified electrode : 폴리아닐린-이산화망가니즈 나노섬유로 수정된 비효소 전극 기반의 전기화학적 과산화수소 검출
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | 홍훈기 | - |
dc.contributor.author | 이종혁 | - |
dc.date.accessioned | 2017-07-19T02:57:58Z | - |
dc.date.available | 2017-07-19T02:57:58Z | - |
dc.date.issued | 2014-08 | - |
dc.identifier.other | 000000021628 | - |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10371/128035 | - |
dc.description | 학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 과학교육과, 2014. 8. 홍훈기. | - |
dc.description.abstract | 본 연구에서는 폴리아닐린(Polyaniline, PANI) 분산액과 과망가니즈산 칼륨(KMnO4) 수용액을 혼합하는 방법으로 폴리아닐린-이산화망가니즈 (PANI-MnO2) 나노섬유를 합성하였고, 폴리아닐린-이산화망가니즈 나노섬유가 전기화학적 과산화수소 검출에 효과적으로 응용될 수 있음을 보였다.
합성된 폴리아닐린-이산화망가니즈 나노섬유의 구조적 특성과 화학적 구성은 전계방사형 주사전자현미경 (Field-emission scanning electron microscopy | - |
dc.description.abstract | FE-SEM), X-선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS), X-선 회절 (X-ray diffraction, XRD) 등을 이용하여 분석하였으며, 폴리아닐린-이산화망가니즈 나노섬유 분산액을 유리탄소전극 (Glassy carbon electrode) 표면에 떨어뜨려 말리는 드롭-캐스팅 (Drop-casting) 방법으로 폴리아닐린-이산화망가니즈로 수정된 유리탄소전극 (PANI-MnO2/GCE)을 제작하였다.
이렇게 제작한 폴리아닐린-이산화망가니즈/유리탄소전극이 과산화수소 검출에 대한 비효소적 전기화학 센서로 응용될 수 있는지 알아보고자 전기화학적 임피던스 분석법 (Electrochemical. impedance spectroscopy, EIS), 순환전압전류법 (Cyclic voltammetry, CV), 시간전류법 (Amperometry) 등의 분석 방법을 이용하여 전기화학적 특성을 조사하였다. 연구 결과, 폴리아닐린-이산화망가니즈로 수정된 유리탄소전극은 pH 7.4 인산완충용액 (Phosphate buffer soltution, PBS)에서 과산화수소 환원에 우수한 전기화학적촉매 특성을 나타냈다. 이 비효소적 과산화수소 센서는 넓은 선형 구간 (5-50 μM 과 0.05-10 mM), 낮은 검출 한계 (0.8 μM at S/N=3), 높은 감도 (낮은 농도 구간: 403.3 μA mM-1 cm-2, 높은 농도 구간: 152.1 μA mM-1 cm-2) 등 기존의 이산화망가니즈를 응용한 비효소적 전기화학 센서에 비해 우수한 특성을 보여주었다. 또한 본 센서는 –0.4 V (vs. 은/염화 은 전극)의 작동 전압 조건에서 과산화수소의 환원전류를 측정하므로 혈액 속에 존재할 수 있는 아스코르브산 (Ascorbic acid), 요산 (Uric acid), L-시스테인 (L-cysteine), 포도당 (Glucose) 등의 산화에 의한 과산화수소 검출 방해를 받지 않는 장점을 보였다. 본 연구에서 제작한 폴리아닐린-이산화망가니즈로 수정된 전극은 간편한 제작 방법과 저렴한 가격, 그리고 우수한 센서 성능을 나타냈으므로, 비효소 전기화학적 과산화수소 검출의 실제적 응용 측면에서 유용한 함의를 제공할 것으로 기대한다. | - |
dc.description.abstract | In this study, we synthesized polyaniline-manganese dioxide (PANI-MnO2) nanofibers and investigated an electrochemical application of the determination of the hydrogen peroxide (H2O2) level. PANI-MnO2 nanofibers were synthesized by a one-step mixing process from a prepared PANI nanofibers aqueous dispersion and a KMnO4 aqueous solution. The morphology and chemical composition of the synthesized PANI-MnO2 nanofibers were characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and X-ray diffraction (XRD). Subsequently, we fabricated a facile electrochemical hydrogen peroxide sensor based on a PANI-MnO2 modified glassy carbon electrode (PANI-MnO2/GCE) by a drop-casting method, and its electrochemical behavior was investigated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), and amperometry. The results clearly exhibited the good electrocatalytic activity of the PANI-MnO2/GCE toward H2O2 reduction in pH 7.4 phosphate buffer solution (PBS). The non-enzymatic H2O2 sensor displayed a wide linear range (5-50 μM and 0.05-10 mM), a low detection limit (0.8 μM at S/N=3), high sensitivity (403.3 and 152.1 μA mM-1 cm-2), and negligible interference from ascorbic acid, uric acid, L-cysteine and glucose at an applied potential of -0.4 V (vs. Ag/AgCl). | - |
dc.description.tableofcontents | 1. Introduction
2. Experimental 2.1. Chemicals and reagents 2.2. Apparatus and measurements 2.3. Synthesis of PANI nanofibers 2.4. Synthesis of PANI-MnO2 nanofibers 2.5. Electrode modification 3. Results and Discussion 3.1. Characterization of the synthesized PANI and PANI-MnO2 nanofibers 3.2. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) characterization 3.3. Voltammetric behaviors of H2O2 at PANI-MnO2/GCE 3.4. Amperometric response of H2O2 at PANI-MnO2/GCE 3.5. Selectivity, reproducibility, and stability 4. Conclusions 5. References | - |
dc.format | application/pdf | - |
dc.format.extent | 2473502 bytes | - |
dc.format.medium | application/pdf | - |
dc.language.iso | en | - |
dc.publisher | 서울대학교 대학원 | - |
dc.subject | Hydrogen peroxide | - |
dc.subject | Manganese dioxide | - |
dc.subject | Polyaniline | - |
dc.subject | Amperometry | - |
dc.subject | Sensor | - |
dc.subject.ddc | 507 | - |
dc.title | Non-enzymatic electrochemical sensing of hydrogen peroxide based on Polyaniline-MnO2 nanofibers modified electrode | - |
dc.title.alternative | 폴리아닐린-이산화망가니즈 나노섬유로 수정된 비효소 전극 기반의 전기화학적 과산화수소 검출 | - |
dc.type | Thesis | - |
dc.contributor.AlternativeAuthor | Jong-Hyeok Lee | - |
dc.description.degree | Master | - |
dc.citation.pages | vii, 33 | - |
dc.contributor.affiliation | 사범대학 과학교육과 | - |
dc.date.awarded | 2014-08 | - |
- Appears in Collections:
- Files in This Item:
Item View & Download Count
Items in S-Space are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.