Fabrication d'un capteur électrochimique à base d'hydroxyde de nickel pour la détection de nitrate dans l’eau

Abstract

Cette étude porte sur l'électro-réduction des nitrates sur une électrode de Ni(OH)2/ITO. Les nanostructures de Ni(OH)2 ont été électrodéposées sur un substrat ITO à partir d'une solution contenant 0,1 M KNO3 et 0,01 M Ni(NO3)2, à 70°C, -0,8 V et avec une épaisseur de 250 nm. La diffraction des rayons X confirme la formation de Ni(OH)2 cristallin de type α. La microscopie électronique à balayage révèle une distribution uniforme de plaquettes de Ni(OH)2 avec des fissures entre elles. Les propriétés optiques indiquent une transmittance moyenne de 50% et un gap optique de 3,9 eV pour le dépôt à -0,8 V. Ces nanostructures de Ni(OH)2 présentent un effet électrocatalytique efficace pour la réduction des nitrates en milieu neutre. Cela se manifeste par leur grande stabilité et un important déplacement du potentiel de réduction des nitrates vers des valeurs plus négatives. Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent que l'électrode à base de nanostructures de Ni(OH)2 pourrait être un bon candidat pour la détection des nitrates.

This study focuses on the electro-reduction of nitrates on a Ni(OH)2/ITO electrode. Ni(OH)2 nanostructures were electrodeposited on an ITO substrate from a solution containing 0.1 M KNO3 and 0.01 M Ni(NO3)2, at 70°C, -0.8 V and with a thickness of 250 nm. X-ray diffraction confirms the formation of α-type crystalline Ni(OH)2. Scanning electron microscopy reveals a uniform distribution of Ni(OH)2 platelets with cracks between them. Optical properties indicate an average transmittance of 50% and an optical gap of 3.9 eV for deposition at -0.8 V. These Ni(OH)2 nanostructures exhibit an effective electrocatalytic effect for nitrate reduction in neutral media. Which confirmed by their high stability and a significant shift of the nitrate reduction potential towards more negative values. Overall, these results suggest that the Ni(OH)2 nanostructure-based electrode could be a good candidate for nitrate detection.

تركز هذه الدراسة علىالإرجاع الكهربائي للنيترات على دعامة Ni(OH)2 /ITO.تم ترسيب الهياكل النانوية لهيدروكسيد النيكلNi(OH)2كهربائيًا على الركيزة ITO في محلول يحتوي على 0.1 مول من نيترات البوتاسيوم KNO3و 0.01مول من نيترات النيكل Ni(NO3)2عند 70 درجة مئوية,-0.8 فولت وبسمك 250 نانومتر. تؤكد الأشعة السينية تكوين بلورات لهيدروكسيد النيكل Ni(OH)2من النوع α .في حين يكشف المسح المجهري الإلكتروني عن توزيع موحد لصفائح Ni(OH)2مع وجود شقوق بينها.تشير الخصائص الضوئية إلى متوسط نفاذية يبلغ 50% وفجوة ضوئية تبلغ 3.9 فولت للشرائح المتحصل عليها عند -0.8 فولت . تُظهر هذه البنى النانوية ل Ni(OH)2تأثيرًا تحفيزيًا كهربائيًا فعالاً لإرجاع النيترات في وسط متعادلويتضح ذلك من خلال إستقرارها العالي والتحول الكبير في إمكانية إرجاع النيترات نحو قيم أكثر سلبية.وبشكل عام، تشير هذه النتائج إلى أن القطب القائم على البنية النانوية Ni(OH)2 يمكن أن يكون مرشحًا جيدًا للكشف عن النترات.