Advanced materials for inorganic pollutants electroanalysis

Abstract

Obiettivo di questo lavoro è lo sviluppo di nuovi materiali elettrodici per l’analisi di inquinanti inorganici. Sono presentati ensemble di nanoelettrodi d’oro (NEE) ed elettrodi di carbonio prodotti attraverso la pirolisi di un fotoresist (PPCE). NEE sono stati applicati ad analisi di stripping anodico (ASV) di Arsenico inorganico e, dopo modifica con bismuto, alla ASV di Pb(II). Si è poi passati allo studio di un’altra tecnica analitica ovvero la voltammetria di adsorbimento e ridissoluzione catodica (AdCSV). È stata definita una metodica per la determinazione simultanea di Ni(II) e Co(II) su elettrodi convenzionali d’oro. L’ultima parte della tesi è stata focalizzata sullo sviluppo di elettrodi di carbonio prodotti per pirolisi di un fotoresist negativo ottenendo elettrodi denominati PPCE. Sono stati ottimizzati i parametri coinvolti nella pirolisi e analizzate tracce di Cd(II) e Pb(II), di Ni(II) e Co(II). Infine sono state eseguite delle promettenti prove preliminari volte a verificare la possibilità di modificare i PPCE con nanoparticelle d’oro e di applicarli per l’analisi di As(III).

The aim of this work is the development and application of new electrodic materials, such as gold Nanoelectrode Ensembles (NEEs) and Pyrolyzed Photoresist Carbon Electrodes (PPCE), for the electroanalysis of some inorganic pollutants. NEE were applied to the anodic stripping voltammetry (ASV) of Inorganic Arsenic and, after modification with Bismuth, to the ASV of Pb(II). Moreover, we report the simultaneous in-situ adsorptive cathodic stripping determination of Nickel and Cobalt at bismuth modified gold electrodes. This technique is useful and complementary to ASV. The last part of the thesis is devoted to the study and electroanalytical application of a new kind of electrode material named Pyrolyzed Photoresist Carbon. In this chapter, we optimize the pyrolysis conditions and demonstrate the applicability of these electrodes for the analysis of heavy metals ions, such as Cd(II) and Pb(II) via ASV and Ni(II) and Co(II) by AdCSV. PPCE modified with gold nanoparticles are finally developed for performing preliminary tests on the possible ASV determination of trace As(III).