Charakterizace borem dopovaných diamantových povrchů deponovaných na mikrovlákna z oxidu křemičitého pro elektroanalýzu

Abstract

Porous boron-doped diamond (BDD) electrodes are a promising material for electroanalytical applications due to their chemical stability and surface tunability. This work investigates the electrochemical behaviour of porous electrodes based on silica nanofibres, modified by ozone exposure, to assess their properties and analytical suitability. Characterisation was performed by cyclic voltammetry of 1 mmol dm⁻³ K₄[Fe(CN)₆] and 1 mmol dm⁻³ [Ru(NH₃)₆]Cl₃ in 1 mol dm⁻³ KCl, and by electrochemical impedance spectroscopy with 1 mmol dm⁻³ K₄[Fe(CN)₆]. Results showed clear differences in current response and capacitive behaviour between planar and porous electrodes. Longer ozone treatments enhanced capacitive effects, limiting precise quantification. Dopamine detection by square wave voltammetry in the concentration ranges of 1-10 µmol dm⁻³ and 10-100 µmol dm⁻³ confirmed that porous electrodes provide substantially higher sensitivity, a broader linear range, and lower limits of quantification compared to planar electrodes. For porous electrodes, a limit of quantification (LOQ) of 4.90 µmol dm⁻³ was achieved, while for planar electrodes the value reached 10.43 µmol dm⁻³. These findings demonstrate that porous BDD electrodes with optimised ozone treatment are a highly promising platform for sensitive and...

Porézní borem dopované diamantové elektrody představují perspektivní materiál pro elektroanalytické aplikace díky své vysoké chemické stabilitě a možnosti povrchových úprav. Tato práce je zaměřena na studium elektrochemických vlastností porézních elektrod na bázi nanovláken z oxidu křemičitého, které byly modifikovány ozonovou expozicí, s cílem posoudit jejich elektrochemické chování a vhodnost pro analytické využití. Charakterizace byla provedena pomocí cyklické voltametrie roztoku 1 mmol dm⁻³ K₄[Fe(CN)₆] a 1 mmol dm⁻³ [Ru(NH₃)₆]Cl₃ v prostředí 1 mol dm⁻³ KCl a dále pomocí elektrochemické impedanční spektroskopie roztoku 1 mmol dm⁻³ K₄[Fe(CN)₆]. Výsledky ukázaly výrazné rozdíly v proudové odezvě i kapacitním chování obou typů elektrod. Při delších expozicích ozonu se projevil kapacitní charakter, který může komplikovat kvantitativní využití. Detekce dopaminu metodou square wave voltametrie v rozsazích 1-10 µmol dm⁻³ a 10-100 µmol dm⁻³ potvrdila, že porezní elektrody poskytují oproti planárním elektrodám výrazně vyšší citlivost, široký lineární rozsah a nízké hodnoty mezí kvantifikace. Pro porezní elektrody byly dosažena hodnota meze stanovitelnosti (LOQ = 4,90 µmol dm⁻³), zatímco u planárních elektrod činila 10,43 µmol dm⁻³. Získané výsledky ukazují, že porézní BDD elektrody po optimální povrchové...