カーベンダジムを測定するための新型電気化学センサーの設計における小麦のストローとコーンコブのバイオ炭の評価

科学分野:

• 環境化学
• 分析電気化学
• 材料科学

背景:

• 環境モニタリングには,持続可能で費用対効果の高い分析技術の開発が不可欠です.
• 小麦のストローやトウモロコシのコップのような農業廃棄物は 価値あるバイオ炭材料に変換できます
• 汚染物質を検知する電解剤として 有望なことが示されています

研究 の 目的:

• 異なる熱分解温度で,小麦のストロー (WBC) とコーンコブ (CBC) からバイオカーを合成する.
• 農薬検出のための炭素ペースト電極 (CPE) の電気触媒材料として合成されたバイオカーを評価する.
• カルベンダジム (CBZ) の感度測定のための電圧測定法を開発し,最適化する.

主な方法:

• 農業廃棄物 (小麦のストロー,トウモロコシのコブ) から生炭を400°Cと700°Cで合成する.
• スキャニング電子顕微鏡 (SEM) とフーリエ変換赤外線光譜 (FTIR) を用いたバイオカルの特徴化.
• サイクル電圧測定 (CV) と電気化学阻力スペクトル検査 (EIS) を用いた電気化学分析.
• カルベンダジム検出のための四角波吸着剥離電圧測定法 (SW-AdSV) の開発.

主要な成果:

• 700 °C (WBC700) で熱分解された小麦のストローのバイオカルは,他のバイオカルと未修正の電極と比較して優れた伝導性を示した.
• WBC700 改変した炭素ペースト電極 (WBC700-CPE) は,カルベンダジムの敏感で選択的な検出を可能にしました.
• 最適化されたSW-AdSV方法は,検出限界が低い (0. 38 ng mL−1) と良好な再現性 (RSD=1. 2%) の線形濃度範囲を達成した.

結論:

• 700°Cで生成された小麦のストローのバイオカーンは,繊細な電圧測定センサの開発に有効な電気触媒です.
• 開発された方法は,実際の水サンプル (地表水,排水) でカルベンダジムを決定するために選択的で信頼性があります.
• このアプローチは,環境に有害な農薬のモニタリングに持続可能で費用対効果の高い解決策を提供します.