Improving the electroanalytical performance of electrochemical sensors for the detection of organic pollutants

Abstract

In the present thesis, the findings are presented and discussed on the formation, characterization, optimization and catalytic performance of the synthesized nanomaterials that can be used as novel electrochemical sensors to detect organic pollutants including catechol (CC), hydroquinone (HQ) and 5-chlorophenol (5-CP). Under optimal conditions (nanomaterials volume, pH and scan rate), the CC, HQ and 5-CP were detected at the modified electrodes in a 0.1 M phosphate buffer solution (PBS), giving well defined peaks of oxidation and reduction vs. the reference electrode (SCE). The monitoring of CC, HQ and 5-CP using the modified electrodes was optimized by varying a range of factors and conditions. Using these optimized parameters, a very low limits of detection and large linear ranges were obtained for each pollutant depending on the study (the nanomaterials, the matrixes prepared and the electrodes used). A wide variety of interfering compounds were also examined to establish their effect, if any, on the determination of CC, HQ and 5-CP at the modified electrodes. The interference from several major interfering compounds, such as dopamine, glucose, caffeine acid and ascorbic acid could be effectively blocked. To evaluate the applicability of the produced sensors, each sensor was used to determine CC, HQ and 5-CP in real samples including tap water and drinking water. A very interesting recoveries were obtained giving a good indication that the sensors prepared during this study are able to be used in real sample analysis

Dans la présente thèse, les résultats sont présentés et discutés sur la formation, la caractérisation, l'optimisation et les performances catalytiques des nanomatériaux synthétisés qui peuvent être utilisés comme nouvelles matrices de capteurs électrochimiques pour détecter les polluants organiques, notamment le catéchol (CC), l'hydroquinone (HQ) et le 5- chlorophénol (5-CP). Dans des conditions optimales (volume de nanomatériaux, pH et vitesse de balayage), le CC, le HQ et le 5-CP ont été détectés au niveau des électrodes modifiées dans une solution tampon du phosphate (PBS) 0,1 M, donnant des pics d'oxydation et de réduction bien définis par rapport à l’électrode du référence (SCE). La détermination de CC, HQ et 5-CP à l'aide des électrodes modifiées a été optimisée en faisant varier une gamme de facteurs et de conditions. Grâce à ces paramètres optimisés, des limites de détection très basses et de larges plages linéaires a été obtenues pour chaque polluant en fonction de l'étude (les nanomatériaux, les matrices préparées et les électrodes utilisées). Une grande variété de composés interférents a également été examinés pour établir leur effet, le cas échéant, sur la détermination du CC, HQ et 5-CP aux électrodes modifiées. L'interférence de plusieurs composés interférents majeurs, tels que la dopamine, le glucose, l'acide caféine et l'acide ascorbique, pourrait être efficacement bloquée. Pour évaluer l'applicabilité des capteurs produits, chaque capteur a été utilisé pour déterminer CC, HQ et 5-CP dans des échantillons réels, y compris l'eau du robinet et l'eau potable. Des récupérations très intéressantes ont été obtenues, ce qui donne une bonne indication que les capteurs préparés au cours de cette étude sont capables d'être utilisés dans l'analyse d'échantillons réels