SYNTHÈSE ET CARACTÉRISATION D’UN NANOCOMPOSITE DE STRUCTURE ORGANIQUE/MÉTALLIQUE POUR LA DÉTECTION DU PENTACHLOROPHÉNOL DANS L'EAU

Abstract

Dans ce travail un nouveau capteur pour la détection du pentachlorophénol (PCP) est développé par une méthode simple. Le capteur est basé sur la modification de l’électrode d’Or par un nouveau nanocomposite de Fe-MOF/rGo préparé par la méthode de précipitation et ensuite immobilisé sur la surface de l’électrode par adsorption. La morphologie et la structure chimique du nanocomposite Fe-MOF/rGo ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage (MEB) et par diffraction des rayons X (DRX), respectivement. L’étude de la voltamètrie cyclique (CV) a montré que les nanocomposites Fe-MOF/rGo/AuEpossède une bonne activité électrocatalytique envers l’oxydation de pentachlorophénol par rapport à l’électrode d’Or non modifiée. La détection du PCP effectuée par la technique de voltamètrie à ondes carrées montre que le capteur est très performant offrant une limite de détection très basse de 75.63 nM et une sensibilité élevée de 3.32 nA/µM avec une large gamme de linéarité allant de 50 jusqu’à 200 μM. Les réponses électrochimiques du capteur à base de Fe-MOF/rGo/AuE montrent que le composé organométallique est très compatible comme une couche sensible à la détection du PCP à cause de l’effet synergique avec l’oxyde de graphène réduit. Le capteur construit est considéré comme un outil analytique qui pourrait contribuer au contrôle des rejets liquides contenant les chlorophénols.

In this work, a new sensor for the detection of pentachlorophenol (PCP) is developed by a simple method. The sensor is based on the modification of the gold electrode with a novel nanocomposite (Fe-MOF/rGo/AuE) prepared by the precipitation method and then immobilized on the surface of the electrode by adsorption technique. The morphology and chemical structure of the Fe-MOF/rGo nanocomposite were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. The electrochemical characterization by cyclic voltammetry (CV) has shown that Fe-MOF/rGo nanocomposites have good electrocatalytic activity towards the oxidation of pentachlorophenol compared to the bare electrode. The detection of PCP was carried out by the technique of square wave voltammetry (SWV)shows the efficiency of sensor that offers a low detection limit of 75.63 nM and a high sensitivity of 3.32 nA/µM with a wide linear range (from 50 to 200 μM). The electrochemical responses of the Fe-MOF/rGo/AuE-based sensor show that the organometallic compound is highly compatible as a sensitive platform to detect PCP due to the synergistic effect with reduced graphene oxide. The prepared sensor can be considered as an efficient analytical tool for environmental monitoring

هذا العمل، تم تطوير جهاز استشعار جديد للكشف عن الفينول خماسي الكلور (PCP) بطريقة بسيطة. يعتمد المستشعر على تعديل قطب الذهب بواسطة مركّب نانوي Fe-MOF/rGo جديد محضّر بطريقة الترسيب ثم يتم تثبيته على سطح القطب بواسطة الامتزاز. تمّتحليل التّركيبة الفيزيائيّة والكيميائيّة للمركّب النّانوي(Fe-MOF/rGo)عن طريق المسح المجهري الإلكتروني (SEM) و باستعمال مطياف الأشعّة السّينية (XRD)، على التّوالي. أظهرت دراسة قياس الفولتميتر الدّوري (CV)أنّ المركّبات النّانوية Fe-MOF/rGo/AuE لها نشاط تحفيزي جيّد تجاه أكسدة الفينول خماسي الكلور مقارنة بقطب الذّهب غير المُعدّل. يُظهر الكشف عن الفينول خماسي الكلورالذي تمّ إجراؤه بواسطة تقنيّة قياس الجهد بالموجة المربّعة أن المستشعر فعّال للغاية حيث يتميّز بحدّ كشف منخفض جدّا يقدّر ب 75 نانومول وحسّاسيّة عالية تبلغ 3.32 نانومول/ميكرومتر مع نطاق واسع من الخطيّة تمتد من 50 إلى 200 ميكرمول. تظهرالاستجابات الكهروكيميائيّة للمستشعر المصنوع منالمركّب المعدني-العضوي (Fe-MOF/rGo/AuE)أنّه متوافق للغاية كطبقة حساسة للكشف عن PCP بسبب التأثير التآزري مع أكسيد الجرافين المُرْجَع. يعتبر المستشعر المصنوع أداة تحليليّة قد تُساهمفي الكشف الفعّال عنالسوائل المحتوية على مركبات الكلوروفينول.