W zależności od ilości danych do przetworzenia generowanie pliku może się wydłużyć.

Jeśli generowanie trwa zbyt długo można ograniczyć dane np. zmniejszając zakres lat.

Rozprawa doktorska

Pobierz BibTeX

Tytuł

Elektrody modyfikowane materiałami hybrydowymi zawierającymi biopolimer do utleniania glukozy

Autorzy

[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik

Promotor

[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik

Recenzenci

Wariant tytułu

EN Electrodes modified with hybrid materials containing biopolimer for glucose oxidation

Język

polski

Słowa kluczowe
PL
  • elektrody modyfikowane
  • nieenzymatyczne czujniki glukozy
  • materiały hybrydowe
  • chitozan
EN
  • modified electrodes
  • non-enzymatic glucose sensors
  • hybrid materials
  • chitosan
Streszczenie

PL Celem niniejszej rozprawy doktorskiej było otrzymanie materiałów hybrydowych zawierających biopolimer (chitozan), przeprowadzenie modyfikacji elektrody z węgla szklistego w celu wytworzenia tzw. „elektrod modyfikowanych” oraz wykazanie przydatności tak otrzymanych elektrod modyfikowanych jako nieenzymatycznych czujników glukozy (sensorów glukozy). W pierwszym etapie badań przeprowadzono proces syntezy CuO–chitozan oraz Ni(OH)2–chitozan. Do wytworzenia materiałów zastosowano metodę hydrotermalną zgodnie z koncepcją Extreme Biomimetics. Wpływ warunków procesu (temperatury i czasu syntezy) na strukturę otrzymanych materiałów został szczegółowo przeanalizowany za pomocą różnych technik analitycznych, w tym skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), dyfrakcji rentgenowskiej (XDR) oraz spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR). Właściwości elektrochemiczne modyfikowanych elektrod oceniano za pomocą woltamperometrii cyklicznej (CV) i chronoamperometrii (AD). Drugi etap badań polegał na wykorzystaniu metody hydrotermalnej do otrzymania CuO–Ni(OH)2. Dane uzyskane dla CuO–Ni(OH)2 stanowiły punkt wyjścia do otrzymania CuO–Ni(OH)2–chitozan. W kolejnym etapie badań przeprowadzono kalcynację wytworzonego CuO–CS. Obróbkę termiczną prowadzono w piecu w temperaturach 250–650 °C przez 5 h. Wykorzystując techniki elektroanalityczne ustalono, że materiał otrzymany w temperaturze 550 °C (CuO–CS/C_550) charakteryzuje się wysoką aktywnością elektrokatalityczną w procesie utleniania glukozy. Ważnym etapem pracy była ocena możliwości praktycznego zastosowania otrzymanych materiałów w kontrukcji nieenzymatycznych sensorów glukozy. W tym celu wyznaczono i porównano parametry sensoryczne, takie jak czułość, zakres liniowości, granicę wykrywalności, stabilność oraz selektywność. Na podstawie otrzymanych wyników ustalono, że czujnik oparty na CuO–CS/C_550 wykazuje najwyższą czułość i najniższą granicę wykrywalności. Natomiast Ni(OH)2–CuO–chitozan/GCE charakteryzuje się najszerszym zakresem liniowości. W celu uzyskania informacji na temat kinetyki katalitycznego utleniania glukozy na elektrodach modyfikowanych wyznaczono współczynnik dyfuzji (D) oraz katalityczną stałą szybkości reakcji reakcji utleniania glukozy (kkat).

EN The aim of the doctoral dissertation was to obtain hybrid materials containing a biopolimer (chitosan), to carry out modification of a glassy carbon electrode to produce „modified electrodes” and to demonstrate the utility of the prepared electrodes as a non-enzymatic glucose sensors. In the first stage of research, the process of the synthesis of CuO–chitosan and Ni(OH)2–chitosan was carried out. A hydrothermal method was used to produce the hybrid materials according to the Extreme Biomimetics concept. The impact of the process (temperature and time of the synthesis) on the structure of the performed materials was analyzed in details using a variety of analytical techniques, including scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The electrochemical properties of the modified electrodes were evaluated by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometric (AD) methods. The second step of the study was to use a hydrothermal method to obtain CuO–Ni(OH)2. The data obtained for CuO–Ni(OH)2 provided a starting point for the preparation of CuO–Ni(OH)2–chitosan. In the next stage of the study, calcination of the produced CuO-CS was carried out. The thermal treatment was carried out in an oven at 250-650 °C for 5 hours. Using electroanalytical techniques, it was found that material obtained at 550 °C (CuO–CS/C_550) exhibited high electrocatalytic activity for glucose oxidation. An important step of the research was to evaluate the practical application of the obtained materials as non-enzymatic glucose sensors. For this purpose, sensors parameters such as sensitivity, linearity range, detection limit, stability and selectivity were determined and compared. All of the results demonstrate that the CuO–CS/C/GCE exhibit highest sensitivity and the lowest limit of detection. In comparison, the CuO–Ni(OH)2–chitosan/GCE shows the widest linearity range. In order to obtain information on the kinetics of catalytic oxidation of glucose on modified electrodes, the diffusion coefficient (D) and the catalytic rate constant (kcat) of the glucose oxidation reaction were determined.

Liczba stron

189

Dziedzina wg OECD

nauki przyrodnicze

Dyscyplina wg KBN

nauki chemiczne

Sygnatura rozprawy w wersji drukowanej

DrOIN 2156

Katalog on-line

to2022998661

Pełny tekst rozprawy doktorskiej

Pobierz plik

Poziom dostępu do pełnego tekstu

publiczny

Pierwsza recenzja

Paweł Kulesza

Miejsce

Warszawa, Polska

Data

07.10.2021

Język

polski

Tekst recenzji

Pobierz plik

Poziom dostępu do recenzji

publiczny

Druga recenzja

Tadeusz Ossowski

Miejsce

Gdańsk, Polska

Data

15.09.2021

Język

polski

Tekst recenzji

Pobierz plik

Poziom dostępu do recenzji

publiczny

Status rozprawy

rozprawa doktorska

Miejsce obrony

Poznań, Polska

Data obrony

07.12.2021

Jednostka nadająca tytuł

Rada Dyscypliny Nauki Chemiczne Politechniki Poznańskiej

Uzyskany tytuł

doktor nauk ścisłych i przyrodnicznych w dyscyplinie: nauki chemiczne

Ta strona używa plików Cookies, w celu zapamiętania uwierzytelnionej sesji użytkownika. Aby dowiedzieć się więcej przeczytaj o plikach Cookies i Polityce Prywatności.