도파민으로 수식된 3,4-dihydroxybenzoic acid 고분자 피막전극을 이용한 Ti(IV)이온의 정량

차성극,Cha, Seong-Keuck 한국전기화학회 2003 한국전기화학회지 Vol.6 No.2

3,4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA)를 전기화학법으로 유리탄소 전극 위에 중합하여 GC/p-3,4-DHBA형의 전극을 제작한 후 이 전극을 도파민으로 재 수식한 전극을 제작하였다. 이 때 고분자 피막 상에 카르복시기와 도파민의 아민 기간에 짝 짓기 반응은 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethyl carbodiimide hydrochloride(EDC)의 존재하에서 진행되었다. 이 반응과정에서 반응한 도파민의 양은 수정판 분석기(quartz crystal analyzer:QCA)에 의하여 결정하였으며 그때 전극형태는 QCA(Au)/p-3,4-DHBA-dopamine이었다. 이 전극의 표면은 o-퀴논부분을 갖고 있어서 티탄이온에 선택성이 큰 특성을 갖고 있다. 이 전극의 산화환원과정은 $hydroquinone = quinone +2H^+2e^-$으로 두 개의 강한 파와 두개의 약한 파가 CV과정에서 관찰되었다. 이 수식전극으로 Ti(IV)이온을 $4.13\times10^{-5} gcm^{-2}$만큼 포집할 수가 있었다. 이 수식 전극으로 $5.25\times10^{-4}M$에서 $5.25\times10^{-8}M$농도범위까지 정량 할 수 있는 상관계수가 0.997인 검정선을 얻었다. 3,4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA) was electropolymerized on glassy carbon electrode to give the GC/p-3,4-DHBA type electrode which was modified with dopamine by the help of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethyl carbodiimide hydrochloride(EDC) acting as a coupling agent. The carboxylic sites on the polymeric surface of p-3,4-DHBA and mine group at the dopamine gave a QCA(Au)/p-3,4-DHBA-dopamine type of modified electrodes. The o-quinone moieties at the electrode surface exhibited high selectivity to titanium ions in solution. The redox process of the electrode is hydroquinone : quinone +$2H^+2e^-$, which had two strong and two weak pairs of peaks at CV. The modified electrode can deposit Ti(IV) ions as much as $4.13\times10^{-5}gcm^{-2}$. The calibration curve of the electrodes, log of the surface coverage-normalized redox response vs log[Ti], exhibited an excellent correlation$(r{\geq}0.997)$ for titanium concentrations ranging from $5.25\times10^{-4}\;to\;5.25\tiems10^{-8}M.$.

Arterenol로 수식된 자기조립 단층막 전극의 pH영향과 NADH의 전기촉매 산화반응

차성극 경남대학교 환경문제연구소 2003 환경연구 Vol.26 No.-

Mercaptopropionic acid(mpa) containing thiol and carboxyl groups was employed to prepare SAMs electrode, which was coupled with arterenol(art) to give the type of Au/mpa-art electrode. The electrochemical behaviors of the modified electrodes influenced on the buffer solution at acidic, neutral and basic region. The electrodes exhibited very reversible 0.28V of formal potential and 0.06V of △E_(p) in 0.1 M phosphate buffer(pH=7.02). This electrode had surface coverage of Г= 1.10 × 10^(-10)mo1/㎠ and gave activity in reaction of electrocatalytic oxidation at NADH. The calibration curve for determination of NADH with the electrodes showed excellent linearty to 1.0 mM of (NADH) having correlationship of 1.0.

Poly-3,4-dihydroxybenzaldehyde Modified with 3,4-dihydroxybenzoic acid for Improvement of Electrochemical Activities

차성극 한국전기화학회 2004 한국전기화학회지 Vol.7 No.4

3,4-dihydroxybenzaldehyde(3,4-DHB) was oxidatively electropolymerized on glassy carbon (GC) electrodes to prepare GC/p-3,4-DHB type electrodes, which were subsequently modified with 3,4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA) using 0.05M HCl as a catalyst. The esterification reactions were performed between -OH sites on the polymeric film surface of the p-3,4-DHB and the -COOH sites within the 3,4-DHBA molecules in solution. These reactions had a rate constant value of 1.18 x 10-1 s-1 for the esterification step as obtained from the first-order rate constant in the solution. The electrochemical responses of the GC/p-3,4-DHB-3,4-DHBA electrodes exert an influence upon the buffer solution, its pH and applied potential ranges. The redox process of the electrode was more easily controlled by charge transfer kinetics than that of the GC/p-3,4-DHB. The modified electrodes had redox active sites that were 10 times more active than those present before modification. The electrical admittance of the modified electrodes was also three times higher than that of the unmodified electrodes. After being annealed in ethanol for 20 hours the electrodes brought about a 3.3 times greater change of water molecules in the redox reaction. The modified electrodes are stable in the potential range of – 0.4 to 0.55 V.

퓰러렌으로 수식된 피롤 고분자 피막전극에 알카리 금속이온의 포집

차성극,이상천 한국전기화학회 2004 한국전기화학회지 Vol.7 No.1

2 šN(full-)b‚ >B bŠ ª¶ bïj *Vz»b‚ 7~V *~ ÒÏB *æº Au/5 mM pyrrole, 1 mM fullerene, 0.1 M TBABF4, CH2Cl2/Ptšîb– š *æ‚ electrode/ppy(full-)ppy(full-)...f ?f š¢;~ * j B·~& . š *j Òς Au(quartz crystal analyzer; QCA)/ppy(full-), 0.01 M metal ion(aq.)/Pt;~ *æ ‚ ršÒ .³šNj ÷~& . Li+, Na+, K+, Rb+ 5 Cs+ šN~ ÷ö &‚ ³êç>º ¢N>w ³êb‚ êւ Ö" 8š '' 1.60Ü10-8, 3.13Ü10-11, 1.38Ü10-9, 2.71Ü10-11 5 2.98Ü10-12 mol.s-1š& . š *j >;6 ï&Þ(QCM)j 'Ï~ Ö;‚ ' šN~ z·†f Li7C60, Na4C60, K3C60, Rb1C60 5 Cs1C60šî .

피롤/퓨란 고분자 복합체 전극의 전기화학적 성질

차성극,Cha, Seong Keuck 대한화학회 1998 대한화학회지 Vol.42 No.6

유기 전도성 고분자들중 전도성이 뛰어나고 전기화학적으로 중합이 용이하며 안정성이 뛰어난 피로고분자(ppy)는 산화-환원 활성자리에 회합되는 이온종에 따라서 피막의 형태학적 구조가 다양하다. 그러나 공기중에서 쉽게 노화하며 잘 부서지고 물과 친하지 않은 단점이 있다. 이를 개선하기 위하여 이 다공성 ppy 피막에 높은 개시전위를 갖는 퓨란고분자(pfu)를 끼워심기 중합한 Pt/ppy/pfu(x)전극을 제작하여 그 전기화학적 성질들을 순환전압전류법과 전기호학적 임피던스법으로 조사하였다. 이 때 사용된 도판트 이온은 $PF_6^-,\; BF_4^-$, 그리고 $ClO_4^-$이온 이였으며, pfu의 조성은 ppy에 대하여 0∼1.10 범위였는데 그 조성이 0.1∼0.2의 범위에 있을 때 가장 좋은 산화환원 특징을 나타냈다. 또, $PF_6^-$ 이온이 도우핑되었을 때 전하전달 저항은 다른 이온들로 중합된 것에 비하여 40배정도 낮았으며, 이 중층의 용량은 다른 두 종에 비하여 20배정도 큰 값을 보였다. 전하전달은 주파수의 변화에 영향을 받으며 물질전달에 의한 Warburg 임피던스 항이 포함되는 등가회로를 갖는다. Poly pyrrole polymer(ppy) has an excellent electrical conductivity and can be easily polymerized on anode to give various morophology according to doped anion on electroactive sites. To improve the properties of brittleness, ageing and hydrophobisity, poly furan polymer(pfu) having a high initiation potential was anodically implanted in this porous ppy film matrix to get the Pt/ppy/pfu(x)type of polymer composite electrode. Cyclic voltammetry and electrochemical impedance methods were used to these electrode, where $PF_6^-,\; BF_4^-$, and $ClO_4^-$ ions were employed as dopants. The composition of the pfu(x) at the electrode was changed from 0 to 1.10, but the range was useful only at 0.1 to 0.2 as the redox electrode. The polymer composite electrode doped with $PF_6^-$ was better in charge transfer resistance by a factor of 40 times and in double layer capacitance by a factor of 20 times than others. The charge transfer in the polymer film of the electrode was influenced on frequency change and equivalent circuit of this electrode had Warburg impedance including mass transfer.

플러렌으로 수식된 피를 고분자 피막전극에 알카리 금속이온의 포집

차성극,이상천,Cha Seong-Keuck,Lee Sangchun 한국전기화학회 2004 한국전기화학회지 Vol.7 No.1

플러렌 이온$(full^-)$으로 수식된 피를 고분자 피막을 전기화학법으로 중합하기 위하여 사용된 전지는 Au/5mM pyrrole, 1mM fullerene, 0.1M $TBABF_4,\; CH_2C1_2/Pt$이었으며 이 전지로 $electrode/ppy(full^-)ppy(full^-){\ldots}$와 같은 웨이퍼형의 전극을 제작하였다. 이 전극을 사용한 Au(quartz crystal analyzer; QCA)/ppy$(full^-)$, 0.01M metal ion(aq.)/Pt형의 전지로 알카리 금속이온을 포집하였다. $Li^+,\;Na^+,\;K^+,\;Rb^+$ 및 $Cs^+$이온의 포집에 대한 속도상수는 일차반응 속도식으로 계산한 결과 그 값이 각각 $1.60\times10^{-8},\;3.13\times10^{-11},\;1.38\times10^{-9},\;2.71\times10^{-11}$ 및 $2.98\times10^{-12}mo1.s^{-1}$이였다. 이 전극을 수정판 미량저울(QCM)을 적용하여 결정한 각 이온의 화학양론은 $Li_7C_{60},\;Na_4C_{60},\;K_3C_{60},\;Rb_1C_{60}$ 및 $Cs_1C_{60}$이었다. To electropolymerize Polypyrrole(ppy) film modified with fullerene $ions(full^-)$ the cell, Au/5 mM pyrrole, 1mM fullerene, 0.1M $TBABF_4,\;CH_2Cl_2/Pt$, was employed to Prepare the wafer-like type of $electrode/ppy(full^-)ppy(full^-){\ldots}$ electrodes. They were applied to deposit alkali metal ions with the cell of Au(quartz crystal analyzer; QCA)/ppy$(full^-)$, 0.01M metal ion(aq.)/Pt. The depositing rate constant of each ion for $Li^+,\;Na^+,\;K^+,\;Rb^+\;and\;Cs^+$, determined from the first order equation was $1.60\times10^{-8},\;3.13\times10^{-11},\;1.38\times10^{-9},\;2.71\times10^{-11}\;and\;2.98\times10^{-12}mo1.s^{-1}$ respectively. The calculated stoichiometry of the ions determined by quartz crystal microbalance(QCM) at the electrodes was $Li_7C_{60},\;Na_4C_{60},\;K_3C_{60},\;Rb_1C_{60}\;and\;Cs_1C_{60}$ respectively.

Diethyldithiocarbamate로 수식된 피롤 고분자 피막전극으로 U(VI)의 포집

차성극 경남대학교 공업기술연구소 2000 硏究論文集 Vol.18 No.-

전도성이 뛰어난 피롤고분자 피막을 전기화학적으로 중합하고 이를 Gr/ppy(polypyrrole), car(diethyldithiocarbamate)형의 수식된 전극을 제작하여 U(VI)의 포집에 이용하였다. 사전 피막제인 NBR(nitrile butadiene rubber)을 사용하였을 때 중합속도는 3.22 x 10□□□로 이를 사용하지 않았을 때 보다 1.6배 느린 반응이었다. 포집된 U(VI)의 양은 ppy 1.70Ccm□ 당에 5.56 x 10□개었으며, 인공해수 중에서 matrix효과는 8.28%로 나타났다. ppy전극이 Gr/ppy, car□, UO□형으로 수식됨에 따라서 피막자체의 임피던스가 증가하여 ppy만일 때의 확산에 지배적인 전도과정에서 피막자체의 전자전도와 이온도핑과정이 함께 영향을 받는 결과를 보였다. ppy전극을 car로 수식하여 U(VI)를 포집함에 따라 전기이중층의 용량은 각각 94와 135여 배로 증가하였다. Anodically polymerized conducting polypyrrole film electrode was employed to pick up uranyl ion with the type of Gr/ppy, diethyldithiocarbamate modified electrode. To have porous and oriented ppy film, NBR was applied as precoating agent. The rate constant of polymerization was 3.22 x 10□□□ which was 1.6 times smaller value than bare graphite surface. The deposited amount of uranyl ions on 1.70Ccm □ of ppy was 5.56 x 10□ions. The matrix effect in artifical seawater was 8.28%. The polymer film electrode has a diffusion controlled process in conduction, but the modified Gr/ppy, car.□ UO□ type was influenced on the ion doping and electronic conduction of film itself owing to increasing of impedance. The capacitance of electrical double layer was respectively enhanced to 94 and 135 times in Gr/ppy, car.□ and Gr/ppy, car.□, UO □ than Gr/ppy type electrode.

우라늄이온 포집을 위한 수식된 피를 고분자 피막전극

차성극,이상봉,Cha Seong-Keuck,Lee Sang Bong 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.3

전도성이 뛰어난 피롤고분자 피막을 전기화학적으로 중합하고 이를 Gr/ppy(Polypyrrole),X.O.(xylenol orange)형의 수식된 전극을 제작하여 U(VI)의 포집에 이용하였다. 사전피막제인 NBR(nitrile butadiene rubber)을 사용하였을 때 중합속도는 $3.22\times10^{-3}s^{-1}$로 이를 사용하지 않았을 때 보다 1.6배 느린 반응이었다. 포집된 U(VI)의 양은 ppy $1.70Ccm^{-2}$ 당에 $1.55\times10^{-4}g$ 이었으며, 인공해수 중에서 matrix효과는 $6.8\%$로 나타났다. ppy전극이 Gr/ppy, $X.O^{4-}UO^+$형으로 수식됨에 따라서 피막자체의 임피던스가 증가하여 ppy만일 때의 확산에 지배적인 전도과정에서 피막자체의 전자전도와 이온도핑과정이 함께 영향을 받는 결과를 보였다. ppy전극을 X.O.로 수식하여 U(VI)를 포집함에 따라 전기이중층의 용량은 각각 56과 130여 배로 증가하였다. Anodically Polymerized conducting Polypyrrole film electrode was employed to Pick up uranyl ion with the type of Gr/ppy, xylenol orange modified electrode. To have Porous and oriented ppy film, NBR was applied as precoating agent. The rate constant of polymerization was $3.22\times10^{-3}s^{-1}$ which was 1.6 times smaller value than bare graphite surface. The deposited amount of uranyl iou on $1.70Ccm^{-2}$ of ppy was $1.55\times10^{-4}g$. The matrix effect in artificial seawater was $6.8\%$. The polymer film electrode has a diffusion controlled process in conduction, but the modified Gr/ppy, $X.O^{4-}UO^+$ type was influenced on the ion doping and electronic conduction of film itself owing to increasing of impedance. The capacitance of electrical double layer was respectively enhanced to 56 and 130 times in Gr/ppy, $X.O.^{4-}$ and Gr/ppy, $X.O^{4-}UO^+$ than Grippy type electrode.

3,4-디하이드록시벤조산으로 수식된 3,4-디하이드록시벤즈알데하이드 고분자 피막 전극

차성극 경남대학교 신소재연구소 2002 신소재연구 Vol.14 No.-

3,4-dihydroxybenzaldehyde(3,4-DHB)를 유리탄소 전극 상에 전기화학법으로 중합하여 GC/p-3,4-DHB형의 저극을 제작하고 이것을 3,4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA)로 재 수식한 전극을 0.1 MHCl 촉매 하에서 제작하였다. 이 반응은 고분자 피막상에 -OH기와 3,4-DHBA상에 -COOH기 사이에 에스테르화 반응에 의하여 연쇄반응으로 진행할 수 있다. 이 재 수식반응은 1차로 진행되며 그 속도상수는 초기 단계에서는 0.18 x 10^-1s^-1로 진행하며 그 이후에는 2.46 x 10^-2s^-1로 속도 상수 값이 다소 낮아진다. 재 수식하기 전후에 촉매능은 각각 0.11 and 3.18μAs^-1였다. 또 재 수식한 전극의 어드미턴스 값은 3배정도 증가하였다. 이 전극을 에탄올에서 6시간동안 정치해두면 잘 배열된 고분자 피막이 되고 그 결과 산화-환원 과정에서 피크전류가 배로 증가하였다. 3,4-dihydroxybenzaldehyde(3,4-DHB) was electropolymerized on glassy carbon electrode to give the GC/p-3,4-DHB type electrode which was remodified with 3,4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA) under 0.1M HCl of catalyst. These can be done as chain reaction at -OH sites on the polymeric surface of p-3,4-DHB and -COOH at the 3,4-DHBA. These reactions were first order having 1.18 x 10^-1s^-1 at initial step but being to 2.46 x 10^-2s^-1 after then as rate constant. The catalytic abilities of two electrodes were respectively. Electrical admittance of the remodified one was also triply increased. The resulted electrode was aligned into ethanol for 6 hours, which gave doubly enhanced redox procedure.

Ti(Ⅳ)이온의 포집용 고분자 피막전극

차성극 경남대학교 환경문제연구소 2002 환경연구 Vol.25 No.-

3.4-dihydroxybenzoic acid(3,4-DHBA) was electropolymerized on glassy carbon electrode to give the GC/p-3,4-DHBA type electrode which was remodified with dopamine by the help of EDC acting as coupling agent. The -COOH sites on the polymeric surface of p-3,4-DHBA and amino group at the dopamine gave a QCA(Au)/p-3,4-DHBA-dopamine type of modified electrodes. The redox process of the electrode is hydroquinone = quinone + 2H^(+) + 2e^(-), which had two strong and two weak peaks at CV. The modified electrode can deposit Ti(IV) ions as much as 4.13 × 10^(-5) gcm^(-2).