Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (6), 688–697
Polymer nanocarbon materials as ion-to-electron transducers in solid-contact ionselective electrodes
Konstantin Yu. Zhizhin – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; kyuzhizhin@igic.ras.ru
Evgeniy S. Turyshev – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; tyrishev@gmail.com
Aleksander V. Kopytin – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; ionix@igic.ras.ru
Liliya K. Shpigun – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; liliaspigun@gmail.com, shpigun@igic.ras.ru
Nikolay T. Kuznetsov – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
NikolayP. Simonenko – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Natalya N. Zamyatina – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; yatina_76@bk.ru
Mukhammadislom S. Madraimov – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Gleb I. Betenev – N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Corresponding author: Liliya K. Shpigun, liliaspigun@gmail.com, shpigun@igic.ras.ru
PACS 07.07.Df, 82.39.wj, 82.80-d
DOI 10.17586/2220-8054-2022-13-6-688-697
ABSTRACT Carbon nanoparticles materials in polymer modification have gained particular importance in modern potentiometric studies after they were discovered to be ion-to-electron transducers in solid-contact ionselective electrodes (SC-ISEs). This paper describes the preparation and comparative evaluation of poly(vinyl chloride) (PVC) and Nafion membranes incorporated with light fullerene C60, single carbon nanotubes (SWCNTs) and their mixture as transducer interlayers in the SC-ISE based on the ion-sensing PVC-membrane containing a high lipophilic 2-[bis-octadecyl sulfonic)-closo-decaborate anion. The best electroanalytical performance was achieved for the sensor fabricated with the transducer made by combining two transducing layers, a Nafion film modified with fullerene C60 and a plasticized PVC film modified with SWCNTs-C60 hybrid filler, which were sequentially applied onto the substrate carbositall electrode surface. The test results showed that the newly prepared a layer-by-layer SC-ISE is suitable for the sensitive determination of local anesthetics and some other protonable nitrogen-containing drugs.
KEYWORDS nanocarbon-doped polymers, fullerene C60/SWCNTs, solid-contact ion-selective electrode, ion-to-electron transducing materials, local anesthetics.
ACKNOWLEDGEMENTS The authors acknowledge the support of the Ministry of Science and Higher Education of Russia (Grant Agreement No 075-15-2020-782).
FOR CITATION Zhizhin K.Yu., Turyshev E.S., Kopytin A.V., Shpigun L.K., Kuznetsov N.T., Simonenko N.P., Zamyatina N.N., Madraimov M.S., Betenev G.I. Polymer nanocarbon materials as ion-to-electron transducers in solid-contact ion-selective electrodes. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2022, 13 (6), 688–697.
[In Russian] Константин Ю. Жижин, Е.С. Турышев, А.В.Копытин, Лилия К.Шпигун, Н.Т.Кузнецов, Н.П.Симоненко, Н.Н.Замятина, Мухаммадислом С.Мадраимов, Глеб И.Бетенев
Полимерные наноуглеродные материалы как ион-электронные преобразователи в твердоконтактных ионоселективных электродах
АННОТАЦИЯ Материалы из углеродных наночастиц в полимерной модификации приобрели особое значение в современных потенциометрических исследованиях после того, как было обнаружено, что они являются ионно-электронными преобразователями в твердоконтактных ионоселективных электродах (SC-ISE). В данной статье описывается приготовление и сравнительная оценка мембран из поливинилхлорида (ПВХ) и нафиона с включением легкого фуллерена С60, одиночных углеродных нанотрубок (ОУНТ) и их смеси в качестве промежуточных слоев преобразователя в СК-ИСЭ на основе ионочувствительной ПВХ-мембраны, содержащей высоколипофильный анион 2-[бис-октадецилсульфоновой)-клозо-декаборатной кислоты. Наилучшие электроаналитические характеристики были достигнуты для сенсора, изготовленного с преобразователем, изготовленным путем объединения двух преобразовательных слоев, пленки нафион, модифицированной фуллереном С60, и пластифицированной пленки ПВХ, модифицированной гибридным наполнителем ОУНТ-С60, которые были последовательно нанесены на подложку углеродсодержащего электрода. . Результаты испытаний показали, что вновь приготовленный послойный СК-ИСЭ пригоден для чувствительного определения местных анестетиков и некоторых других протонируемых азотсодержащих препаратов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА полимеры, легированные наноуглеродом, фуллерен С60/ОУНТ, твердоконтактный ионоселективный электрод, ион-электронный преобразователь, местные анестетики.
