Yıl 2019, Cilt 7 , Sayı 3, Sayfalar 1403 - 1416 2019-07-31

NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini

Ceren Yıldız [1] , Dilek eskiköy Bayraktepe [2] , Zehra Yazan [3]


Bu çalışmada NiO nanopartiküllerine dayanan, hızlı, duyarlı, düşük maliyetli yeni bir karbon pasta elektrot geliştirilmesi ve bu elektrodun differansiyel puls anodik sıyırma voltametrisi (DPASV) yöntemiyle musluk suyunda bulunan Cu2+ ve Cd2+’un analizinde kullanılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, çıplak karbon pasta elektrot (KPE) ve NiO nanopartikülleriyle modifiye edilmiş olan karbon pasta elektrot (NiO/KPE) yüzeyleri EIS ve CV yöntemiyle yapılan karakterizasyon yöntemleri ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, NiO/KPE’un elektroaktif türlere karşı elektrokatalitik etkisinin olduğunu göstermiş ve NiO/KPE, Cu2+ ve Cd2+’un voltametrik analizinde çalışma elektrodu olarak kullanılmıştır. Çalışma elektrodunun belirlenmesinin ardından, bazı analitik ve yöntem parametrelerinin optimizasyonu yapılmış olup, her iki katyon için; optimum NiO bileşimi 3,0 mg NiO/30 mg pasta, optimum pH BR tampon ortamında 3,0, optimum biriktirme potansiyeli -1,5 V ve optimum biriktirme süresi ise 180,0 s olarak belirlenmiştir. Belirlenmiş olan optimum koşullarda, bir katyonun derişimi sabit tutulup, diğerinin derişimi arttırılarak ve her iki katyonun da derişimi arttırılarak kalibrasyon eğrileri oluşturulmuştur. Kalibrasyon eğrilerinden elde edilen veriler yardımıyla bulunan alt tayin sınırı ve doğrusal çalışma aralıkları her bir katyon için hesaplanmıştır. Yöntemin uygulanabilirliğinin test edilmesi amacıyla, musluk suyu içeren ortamda da Cu2+ ve Cd2+’un analizi yeni geliştirilmiş olan DPASV yöntemiyle yapılmış ve geri kazanı değerleri %100 civarında bulunmuştur.

Cu2+, Cd2+, Voltametri, Karbon pasta elektrot
  • [1] B. Sağlamtimur, B.Cicik ve C. Erdem “Kısa süreli bakır-kadmiyum etkileşiminde Tatlısu Çipurası (Oreochromis niloticus L. 1758)'nın karaciğer, böbrek, solungaç ve kas dokularındaki kadmiyum birikimi” Ekoloji, c. 14, s. 53, ss.33-38, 2004.
  • [2] Z. Koudelkova, T. Syrovy, P. Ambrozova, Z. Moravec, L. Kubac, D. Hynek ve V. Adam “Determination of zinc, cadmium, lead, copper and silver using a carbon paste electrode and a screen printed electrode modified with chromium (III) oxide” Sensors, vol. 17, no. 8, pp. 1832-1849, 2017.
  • [3] J.L. Gardea-Torresdey, J.R Peralta-Videa, M. Montes, G. De la Rosa ve B. “Corral-Diaz Bioaccumulation of cadmium, chromium and copper by Convolvulus arvensis L.: impact on plant growth and uptake of nutritional elements” Bioresource technology, vol. 9 no. 3, pp. 229-235, 2004.
  • [4] A. Cherfi, S. Abdoun ve O. Gaci “Food survey: levels and potential health risks of chromium, lead, zinc and copper content in fruits and vegetables consumed in Algeria” Food and chemical toxicology, vol. 70, pp. 48-53, 2014.
  • [5] G.J. Fosmire “Zinc toxicity” The American journal of clinical nutrition, vol. 51, no. 2 pp. 225-227, 1990.
  • [6] G. Özbolat ve A. Tuli, “Ağır metal toksisitesinin insan sağlığına etkileri” Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, c. 25, s. 4, ss. 502-521, 2016.
  • [7] U. Injang, P. Noyrod, W. Siangproh, W. Dungchai, S. Motomizu ve O. Chailapakul “Determination of trace heavy metals in herbs by sequential injection analysis-anodic stripping voltammetry using screen-printed carbon nanotubes electrodes” Analytica chimica acta, vol. 668, no. 1, pp. 54-60, 2010.
  • [8] M.M. Ghoneim, A.M. Hassanein, E. Hammam ve A.M. Beltagi “Simultaneous determination of Cd, Pb, Cu, Sb, Bi, Se, Zn, Mn, Ni, Co and Fe in water samples by differential pulse stripping voltammetry at a hanging mercury drop electrode” Fresenius' journal of analytical chemistry, vol. 367 no. 4, pp. 378-383, 2000.
  • [9] S. Daniele, M.A. Baldo, P. Ugo ve G.A. Mazzocchin “Determination of heavy metals in real samples by anodic stripping voltammetry with mercury microelectrodes: Part 1. Application to wine” Analytica Chimica Acta, vol. 219, pp. 9-18, 1989.
  • [10] J. Golimowski ve A. Sikorska “A Voltammetric Method of the Determination of Toxic Heavy-Metals In Surface Waters” Chemia Analityczna, vol. 28, no. 4, pp. 411-420, 1983.
  • [11] E. Tesarova, L. Baldrianova, S. Hocevar, I. B. Svancara, K. Vytras ve B. Ogorevc “Anodic stripping voltammetric measurement of trace heavy metals at antimony film carbon paste electrode” Electrochimica Acta, vol. 54, no. 5, pp. 1506-1510, 2009. [12] C. Hu, Wu, K., Dai, X., & Hu, S. (2003). Simultaneous determination of lead (II) and cadmium (II) at a diacetyldioxime modified carbon paste electrode by differential pulse stripping voltammetry. Talanta, vol. 60, no. 1, pp. 17-24.
  • [13] W. Yantasee, Y. Lin, G.E. Fryxell ve B.J. Busche “Simultaneous detection of cadmium, copper, and lead using a carbon paste electrode modified with carbamoylphosphonic acid self-assembled monolayer on mesoporous silica (SAMMS)” Analytica Chimica Acta, vol. 502, no. 2, pp. 207-212, 2004.
  • [14] M. Zaib ve M.M. Athar “Voltammetric Detection of Hg (II) in Real Wastewater Using Red Alga Modified Carbon Paste Electrode: Mechanism Insight” Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 44 no. 1, pp. 179-187, 2019.
  • [15] D.E. Bayraktepe, T. Yanardağ, Z. Yazan ve A. Aksüt “Voltammetric determination of etoposide by using sepiolite clay modified electrode and its interaction with DNA” Rev. Roum. Chim, vol. 60, no. 4, pp. 287-295, 2015.
  • [16] S. Aydar, D.E. Bayraktepe, H. Filik ve Z. Yazan “A Nano˗ Sepiolite Clay Electrochemical Sensor for the Rapid Electro–Catalytic Detection of Hydroquinone in Cosmetic Products” Acta Chimica Slovenica, vol. 65 no. 4, pp. 946-954, 2018.
  • [17] H. Khani, M.K. Rofouei, P. Arab, V.K. Gupta ve Z. Vafaei “Multi-walled carbon nanotubes-ionic liquid-carbon paste electrode as a super selectivity sensor: application to potentiometric monitoring of mercury ion (II)” Journal of hazardous materials, vol. 183, no.1-3, pp. 402-409, 2010.
  • [18] S.M. Ghoreishi, M. Behpour ve M. Golestaneh “Simultaneous determination of sunset yellow and tartrazine in soft drinks using gold nanoparticles carbon paste electrode” Food chemistry, vol. 132, no.1, pp. 637-641, 2012.
  • [19] M. Mazloum-Ardakani, H. Beitollahi, M.K. Amini, F. Mirkhalaf ve M. Abdollahi-Alibeik “New strategy for simultaneous and selective voltammetric determination of norepinephrine, acetaminophen and folic acid using ZrO2 nanoparticles-modified carbon paste electrode” Sensors and Actuators B: Chemical, vol.151 no. 1, pp. 243-249, 2010.
  • [20] J. Wang ve A. Walcarius “Zeolite-modified carbon paste electrode for selective monitoring of dopamine” Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 407, no.1-2, pp. 183-187, 1996.
  • [21] H. R. Zare, N. Nasirizadeh ve M.M. Ardakani “Electrochemical properties of a tetrabromo-p-benzoquinone modified carbon paste electrode. Application to the simultaneous determination of ascorbic acid, dopamine and uric acid” Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 577 no.1, pp. 25-33, 2005.
  • [22] F. Li, J. Li, Y. Feng, L. Yang ve Z. Du “Electrochemical behavior of graphene doped carbon paste electrode and its application for sensitive determination of ascorbic acid” Sensors and actuators B: Chemical vol.157, no.1, pp. 110-114, 2011.
  • [23] A. Salimi, E. Sharifi, A. Noorbakhsh and S. Soltanian “Direct voltammetry and electrocatalytic properties of hemoglobin immobilized on a glassy carbon electrode modified with nickel oxide nanoparticles” Electrochemistry communications, vol. 8, no.9, pp. 1499-1508, 2006.
  • [24] M.R Shahmiri, A. Bahari, H. Karimi-Maleh, R. Hosseinzadeh and N. Mirnia “Ethynylferrocene–NiO/MWCNT nanocomposite modified carbon paste electrode as a novel voltammetric sensor for simultaneous determination of glutathione and acetaminophen” Sensors and Actuators B: Chemical, vol.177, pp.70-77, 2013.
  • [25] H. Karimi-Maleh, A.L. Sanati, V.K. Gupta, M. Yoosefian, M. Asif and A. Bahari, “A voltammetric biosensor based on ionic liquid/NiO nanoparticle modified carbon paste electrode for the determination of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH)” Sensors and Actuators B: Chemical, vol.204, pp.647-654, 2014.
  • [26] S. Jahani ve H. Beitollahi “Selective detection of dopamine in the presence of uric acid using NiO nanoparticles decorated on graphene nanosheets modified screen‐printed electrodes” Electroanalysis, vol. 28, no. 9, pp. 2022-2028, 2016.
  • [27] D.E. Bayraktepe, Z. Yazan ve K. Polat “Sensitive and selective voltammetric determination of anti˗ cancer agent shikonin on sepiolite clay/TiO2 nanoparticle/MWCNTs composite carbon paste sensor and investigation of its electro˗ oxidation mechanism” Journal of Electroanalytical Chemistry, vol. 780, pp. 38-45, 2016.
  • [28] J. Wang, Analytical electrochemistry, John Wiley & Sons, 2006.
  • [29] A.M. Beltagi, E.M. Ghoneim ve M.M. Ghoneim “Simultaneous determination of cadmium (II), lead (II), copper (II) and mercury (II) by square wave anodic stripping voltammetry at a montmorillonite-calcium modified carbon paste electrode” International Journal of Environmental and Analytical Chemistry, vol. 91, no. 1, pp. 17-32, 2011.
  • [30] H. Lin, M. Li, D. Mihailovič “Simultaneous Determination of Copper, Lead, and Cadmium Ions at a Mo6S9-xIx Nanowires Modified Glassy Carbon Electrode Using Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry” Electrochimica Acta, vol. 154, pp. 184–189, 2015.
  • [31] N. Serrano, A. González-Calabuig M. Valle “Crownether-modified electrodes for the simultaneous stripping voltammetric determination of Cd(II), Pb(II) and Cu(II)”, Talanta vol.138, pp. 130–137, 2015.
  • [32] Z. Guo, D. Li, X. Luo “Simultaneous determination of trace Cd(II), Pb(II) and Cu(II) by differential pulse anodic stripping voltammetry using a reduced graphene oxide chitosan/poly-L-lysine nanocomposite modified glassy carbon electrode” Journal of Colloid and Interface Science vol. 490, pp. 11–22, 2017.
  • [33] X. Han, Z. Meng, H. Zhang ve J. Zheng “Fullerene-based anodic stripping voltammetry for simultaneous determination of Hg(II), Cu(II), Pb(II) and Cd(II) in foodstuff” Microchimica Acta (2018) vol. 185, no. 274, pp. 1-9.
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0003-4417-3387
Yazar: Ceren Yıldız (Sorumlu Yazar)
Kurum: ANKARA UNIVERSITY
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0001-8592-6766
Yazar: Dilek eskiköy Bayraktepe
Kurum: ANKARA ÜNİVERSİTESİ, FEN FAKÜLTESİ, KİMYA BÖLÜMÜ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-7511-7508
Yazar: Zehra Yazan (Sorumlu Yazar)
Kurum: ANKARA ÜNİVERSİTESİ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Temmuz 2019

Bibtex @araştırma makalesi { dubited527608, journal = {Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2446}, address = {}, publisher = {Düzce Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {7}, pages = {1403 - 1416}, doi = {10.29130/dubited.527608}, title = {NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini}, key = {cite}, author = {Yıldız, Ceren and Bayraktepe, Dilek eskiköy and Yazan, Zehra} }
APA Yıldız, C , Bayraktepe, D , Yazan, Z . (2019). NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi , 7 (3) , 1403-1416 . DOI: 10.29130/dubited.527608
MLA Yıldız, C , Bayraktepe, D , Yazan, Z . "NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 (2019 ): 1403-1416 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/dubited/issue/46290/527608>
Chicago Yıldız, C , Bayraktepe, D , Yazan, Z . "NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 (2019 ): 1403-1416
RIS TY - JOUR T1 - NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini AU - Ceren Yıldız , Dilek eskiköy Bayraktepe , Zehra Yazan Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.29130/dubited.527608 DO - 10.29130/dubited.527608 T2 - Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1403 EP - 1416 VL - 7 IS - 3 SN - -2148-2446 M3 - doi: 10.29130/dubited.527608 UR - https://doi.org/10.29130/dubited.527608 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini %A Ceren Yıldız , Dilek eskiköy Bayraktepe , Zehra Yazan %T NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini %D 2019 %J Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2446 %V 7 %N 3 %R doi: 10.29130/dubited.527608 %U 10.29130/dubited.527608
ISNAD Yıldız, Ceren , Bayraktepe, Dilek eskiköy , Yazan, Zehra . "NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 / 3 (Temmuz 2019): 1403-1416 . https://doi.org/10.29130/dubited.527608
AMA Yıldız C , Bayraktepe D , Yazan Z . NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini. DÜBİTED. 2019; 7(3): 1403-1416.
Vancouver Yıldız C , Bayraktepe D , Yazan Z . NiO Modifiye Karbon Pasta Sensör Yüzeyinde Bakır ve Kadmiyum’un Anodik Sıyırma Voltametrisi ile Tayini. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; 7(3): 1416-1403.