Development of Nonenzymatic Electrochemical P-Nitrophenol Sensor Based on Carboxylated Graphene Oxide Modified Glassy Carbon Electrode

Abstract

Bu çalışmada, camsı karbon elektrotun (GCE) karboksillenmiş grafen oksit (f-GO) ile modifikasyonuna bağlı olarak yeni bir elektrokimyasal p-nitrofenol (p-NP) sensörü geliştirilmiştir. f-GO'nun karakterizasyonu, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak yapıldı. f-GO/GCE sensorün elektrokimyasal karakterizasyonu, dönüşümlü voltametri (CV), doğrusal taramalı voltametri (LSV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve amperometrik yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. f-GO/GCE, 0.1 M fosfat tamponu çözeltisinde (pH 6.5) p-NP indirgenmesi ait iyi belirlenen bir pik göstermiştir. Optimum koşullar altında sensör, p-NP için üç doğrusal tayin aralığı gösterdi. Birinci doğrusal aralık, 3962.21 µA mM-1 cm-2 duyarlılığına sahip 0.2-2.95 µM aralığında belirlendi. İkinci doğrusal aralık, 995.93 µA mM-1 cm-2 duyarlılığına sahip 2.95-274.0 µM aralığında belirlendi. Üçüncü doğrusal aralık, 639.5 µA mM-1 cm-2 duyarlılığına sahip 274.0-725.0 µM aralığında belirlendi. Sensörün gözlenebilme sınırı (LOD), sinyal gürültü oranı 3'te 0.053 µM olarak belirlendi. Sensör, iyi tekrarlanabilirlik, tekrar oluşturulabilirlik, tatmin edici seçicilik ve depolama kararlılığı gösterdi. Ayrıca f-GO/GCE sensörü kullanılarak çeşitli su numunelerinde p-NP analitinin elektrokimyasal olarak tayin edilebileceği gösterilmiştir. Anahtar kelimeler: Amperometri, Camsı karbon elektrot, Elektrokimyasal sensör, Karboksillenmiş grafen oksit, p-NitrofenolIn this study, a novel electrochemical p-nitrophenol (p-NP) sensor depending on the modification of glassy carbon electrode (GCE) by carboxylated graphene oxide (f-GO) was developed. The characterization of f-GO was performed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The electrochemical characterization of the f-GO/GCE sensor was conducted using cyclic voltammetry (CV), linear sweep voltammetry (LSV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and amperometric methods. The f-GO/GCE exhibited a well-defined reduction peak of p-NP in 0.1 M phosphate buffer solution (pH 6.5). Under the optimum conditions, the sensor exhibits three linear determination range for p-NP. The first linear range was detected from 0.2 to 2.95 µM with sensitivity of 3962.21 µA mM-1 cm-2. The second linear detection range was detected from 2.95 to 274.0 µM with sensitivity of 995.93 µA mM-1 cm-2. The last linear range was detected from 274.0 to 725.0 µM with sensitivity of 639.5 µA mM-1 cm-2. The limit of detection (LOD) was determined to be 0.053 µM at the signal to noise ratio of 3. The sensor displayed good repeatability, reproducibility, satisfactory selectivity, and storage stability. It was also shown that p-NP can be electrochemically detected in various water samples using the f-GO/GCE sensor. Keywords: Amperometry, Carboxylated graphene oxide, Electrochemical sensor, Glassy carbon electrode, p-Nitrophenol