Voltammetric and Amperometric Determination of Nitrophenols Using Boron-Doped Diamond Film Electrode

Abstract

Tato práce je věnována použití borem dopované diamantové (BDD) elektrody pro voltametrické a amperometrické stanovení vybraných nitrofenolů - 2-nitrofenolu (2NP), 4-nitrofenolu (4NP) a 2,4-dinitrofenolu (2,4DNP). Tyto látky jsou vedeny v seznamu United States Environmental Protection Agency (US EPA) jako významné polutanty, neboť mají negativní vliv na organismy. V zemědělství jsou používány jako hnojiva - stimulátory růstu. BDD elektrody jsou používány pro stanovení širokého spektra jak oxidovatelných, tak redukovatelných látek, a pro svoji dostupnost a vynikající mechanické a elektrochemické vlastnosti se staly populárním elektrodovým materiálem. Pro stanovení nitrofenolů byla použita diferenční pulsní voltametrie, a to s použitím jak redukce (pro 2NP, 4NP a 2,4DNP), tak i oxidace (pro 4NP a 2,4DNP). Metoda byla úspěšně aplikována pro stanovení těchto látek v pitné a říční vodě v koncentračním rozsahu od 4×10-7 do 2×10-5 mol.L-1 . Po použití prekoncentrace pomocí extrakce tuhou fází ze 100 ml a z 1000 ml vzorků vody bylo dosaženo meze stanovitelnosti pro tyto látky 2×10-8 mol.L-1 (vzorky pitné vody) a 2×10-7 mol.L-1 (vzorky říční vody). Pro stanovení nitrofenolů byla BDD elektroda úspěšně použita také jako amperometrický detektor ve wall-jet uspořádání pro vysokoúčinnou kapalinovou chromatografii...

Presented Ph.D. Thesis is focused on the use of the boron-doped diamond (BDD) electrodes for voltammetric and amperometric determination of selected nitrophenols: 2-nitrophenol (2NP), 4-nitrophenol (4NP), and 2,4-dinitrophenol (2,4DNP). These compounds are listed as "priority pollutants" by United States Environmental Protection Agency (US EPA) due to their negative impact on living organisms and are mainly used in agriculture as plant growth stimulators. BDD electrodes are used for determination of wide range of electrochemically both reducible and oxidisable organic compounds and have become a popular electrode material thanks to its commercial availability and excellent mechanical and electrochemical properties. A differential pulse voltammetric method was developed for the determination of 2NP, 4NP and 2,4DNP at a BDD film electrode using electrochemical reduction and of 4NP and 2,4DNP using electrochemical oxidation. The method was successfully applied for the direct determination of these compounds in drinking and river water in the concentration range from 4×10-7 to 2×10-5 mol.L-1 . To improve the limit of quantification, a preconcentration by solid phase extraction from 100 mL (drinking and river water) and 1000 mL (drinking water) of water samples was used with limit of determination...