Joanna Niedziółka
"Otrzymywanie i właściwości elektrod modyfikowanych cienkimi warstwami hydrofobowych polikrzemianów i cieczą redoks"

Promotor: prof. dr hab. Marcin Opałło

Recenzenci:

• dr hab. Krzysztof Maruszewski, prof. PWr., Politechnika Wrocławska, Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej
• dr hab. Wojciech Wróblewski, Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny

Streszczenie

Istnieje wiele sposobów modyfikacji powierzchni elektrod. Jednym z nich jest osadzanie kropelek cieczy redok lub cienkich warstw polikrzemianów, otrzymywanych metodą zol-żel. Założeniem tej pracy było, połączenie wyżej wymienionych metod, celem otrzymania elektrod, charakteryzujących się stabilną odpowiedzią woltamperometryczną i wysoką wydajnością procesu elektrodowego. Po zanurzeniu takich elektrod do roztworu wodnego tworzy się dobrze zdefiniowana granica faz ciecz|ciecz.

Zaproponowano sześć nowych modyfikacji powierzchni elektrod w oparciu o hydrofobowe polikrzemiany oraz przewodzące nanocząstki ITO lub hydrofobowe nanowłókna węglowe. Powierzchnię elektrod zmodyfikowano poprzez osadzenie kropli zolu lub poprzez kolejne zanurzenia do zawiesiny nanocząstek ITO nakładając je warstwa po warstwie.

Metody spektroskopowe FTRIRRAS, AFM i SEM posłużyły do weryfikacji stopnia rozwinięcia powierzchni i potwierdzenia struktury polikrzemiamów. Woltamperometria cykliczna wykazała, że powierzchnia tak przygotowanych elektrod jest częściowo niedostępna dla próbnika redoks obecnego w roztworze. Stabilność odpowiedzi woltamperometrycznej i wydajność procesu elektrodowego zależy od sposobu ich przygotowania. W wielu przypadkach otrzymano stabilną odpowiedŸ elektrochemiczną, bądŸ wysoką wydajność (10-30%) procesu elektrodowego. Elektrody modyfikowane cienką warstwą hydrofobowego polikrzemianu i hydrofobowymi nanowłóknami węglowymi spełniają zaś oba te parametry. Elektrody zmodyfikowano również roztworem próbnika redoks w cieczy jonowej. W tym przypadku, jak wykazano za pomocą różnicowej woltamperometrii pulsowej, procesowi przeniesienia elektronu towarzyszy przejście jonu przez granicę ciecz|ciecz.