• 전기화학회지
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• 제15권2호
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• pp.83-89
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• 2012

전기화학적 석출에 의해 Ag-Au 합금층을 전극표면에 형성한 후 진한 질산으로 Ag만을 녹여내는 기법으로 나노다공성 금(nanoporous gold, NPG) 구조를 만들어 전기화학적 산소환원에 대한 촉매현상을 관찰하였다. 석출과정의 전구체의 농도비를 달리하였을 때 나타나는 NPG 표면구조의 변화를 주사전자현미경으로 관찰하고 전기화학적 표면적을 측정하였다. 전기화학적 산소환원 촉매 효율은 NPG 표면의 구조에 따라 달라졌는데, Ag/Au 비율이 2.0에 해당하는 NPG 구조에서 가장 우수한 촉매 현상이 관찰 되었다. 표면구조의 변화에 따른 촉매 활성 변화에서 다공성 구조의 역할이 매우 큰 기여를 하는 반면 표면적의 변화는 큰 영향을 미치지 않았다. 최적 조건의 NPG 구조상의 전기화학적 산소환원 과정의 메커니즘을 회전원판전극 실험을 통해 관찰하였는데, 산성 조건에서 NPG 전극에서 전기화학적 산소환원은 과산화수소를 거쳐 물이 생성되는 2-단계 4-전자 환원 메커니즘으로 진행되었고 염기성 조건에서는 산소가 4개의 전자 전달을 통해 물로 직접적으로 환원 되었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제20권11호
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• pp.1303-1308
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• 1999

Conducting poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDT) films with metalloporphyrins incorporated as the counter ions were prepared by electropolymerization of the monomer in the presence of metal-tetra(sulfonatophenyl) porphyrin anions. Cathodic reduction of oxygen on the resulting conducting polymer films was studied. The overpotential for O2 reduction on electrodes with cobalt-porphyrin complex was significantly smaller in acidic solutions than on gold. In basic solutions, the overpotential at low current densities was close to those on platinum and gold. Polymer electrode with Co-complex yielded higher limiting currents than with Fe-complex, although the Co-complex polymer electrode was a poorer electrocatalyst for O2 reduction in the activation range of potential than the Fe counterpart. From the rotating ring-disk electrode experiments, oxygen reduction was shown to proceed through either a 4-electron pathway or a 2-electron pathway. In contrast to the polypyr-role-based electrodes, the PEDT-based metalloporphyrin electrodes were stable with wider potential windows, including the oxygen reduction potential. Their electrocatalytic properties were maintained at temperatures up to 80℃ in KOH solutions.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권6호
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• pp.786-790
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• 2004

2-Aminoethanethiol (aet) has been used to make self-assembled monolayer (SAMs) on gold electrodes, which are subsequently modified with 3,4-dihydroxy phenylalanine (dpa). Such modified electrodes having various types of Au/aet-dpa were employed in the electrocatalytic oxidation of NADH. The purpose of this study to characterize the responses of such modified electrodes in terms of the immobilization procedure, pH of the solution and applied potential. The reaction of the surface immobilized dpa with NADH was studied using the rotating disk electrode technique and a value of $2.2{\times}10^4M^{-1}s^{-1}$ was obtained for the second-order rate constant in 0.1 M Tris/$NO_3^-$buffer (pH=8.0). The hydration behavior of the films was characterized by quartz crystal microbalance. When used as a NADH sensor, the Au/aet-dpa electrode exhibited good sensitivity and an excellent correlation (r ${\geq}$ 0.99) for NADH concentration which extended to $3.8{\times}10^{-3}$ M.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권5호
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• pp.720-725
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• 2012

Sodium hypochlorite is used worldwide as a water disinfectant and in bleaching agent. Sodium hypochlorite applied to water initially undergoes hydrolysis to form free chlorine consisting of hypochlorous acid(HOCl) and hypochlorite ion($OCl^-$). For free chlorine determination, an electrochemical method is simple due to the electroactivity of free chlorine; it measures current and is free of most reagents. Amperometric free chlorine sensor has been developed with gold (Au)-based electrode. The 3-electrode free chlorine sensor whose working and counter electrodes were Pt exhibited excellent response to HClO at +400mV vs. Ag/AgCl/sat. KCl. In addition, the use of a pH error correction algorithm provided a reliable measurement of residual free chlorine in water sample without any pretreatment in the normal pH range(pH 6~8) of municipal water supply. The free chlorine sensor installed in on-line monitoring system could be used to continually monitor the level of residual free chlorine in real samples.

• 전기화학회지
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• 제3권1호
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• pp.49-56
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• 2000

정상상태 회전원판전극(RDE)방법과 유체역학적 요동에 의한 전기화학적(EHD) 임피던스방법을 이용하여 금(Au)회전 원판전극(rotating disk electrode)표면에 형성된 PVC(polyvinyl chloride)피막내 산소확산계수의 온도의존성에 대한 연구를 수행하였다. PVC 피막내에서의 산소확산속도(산소확산계수와 피막두께의 비) $D_f/\delta_f$는 한계전류 대 전극회전각속도의 변화로부터 측정하였고, 확산시간상수(diffusion time constant) $\delta_f^2/D_f$측정된 임피던스 값을 $\ulcorner$비전도성, 다공성 피막을 통한 물질이동$\lrcorner$에 대한 확산방정식으로부터 계산된 값에 피팅(fitting)하여 얻었다. 이 측정된 확산속도와 확산시간상수로부터 상온에서 PVC피막의 두께 $\delta_f$와 피막내에서의 산소확산계수(diffusivity) $D_f$를 각각 결정하였다. 온도가 증가함에 따라 측정된 PVC내에서의 산소확산계수가 용액에서의 산소확산계수 $D_s$보다 더 빠르게 증가하였다. 이는 온도가 증가함에 따라 PVC피막내 공공이 성장하고, 이 공공들이 피막내에서 유효한 확산경로로 작용한다는 것을 의미한다. 본 정상상태 및 유체역학적 요동상태 실험방법을 이용하여 금속표면에 존재하는 비전도성 다공질피막의 두께와 피막내 산소확산계수를 동시에 측정할 수 있었으며, 피막의 다공도를 정량적으로 계산할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-6
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• 2007

금 나노 입자를 회합시킨 흑연전극 표면에 mercaptopropionic acid(mpa)를 사용하여 자기조립 단층막(self-assembled monolayer: SAMs)을 생성시키고 이어서 도파민(dopa)과의 짝지움 반응을 통하여 Gr(Au)/mpa-dopa형의 수식된 전극을 제작하여 NADH의 전기촉매 산화반응에 적용하였다. 이 수식 전극이 전자전달반응속도와 반응과정에 대하여 연구하였다. 전극 표면에 고정된 도파민이 NADH와 이차반응 속도상수는 회전 전극법으로 0.1 M 인산염 완충용액(pH=7.0)에서 결정하였으며 그 값이 $5.06{\times}10^5M^{-1}s^{-1}$였고, $EC_{cat}$ 및 전자전달이 지배적인 과정이었다. 그러나 반응초기 즉, $10^{-3}s$ 이내에서는 이 전극에서 확산에 영향을 받으며 그 때 확산계수는 $4.64{\times}10^{-4}cm^2s^{-1}$이다.

• KSBB Journal
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• 제13권1호
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• pp.52-57
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• 1998

The present work proposes a simple electrochemical method applicable to any immobilization processes of oxidase using a Clark type oxygen electrode as a base transducer. The present work suggests an optimal immobilization technique among three different methods of glucose oxidase(GOD) onto one side of $37[\mu}$mthick blend membranes, composed o 80% of cellulose triacetate and 20% of polycaprolactone, on the basis of the maximum Michaelis-Menten parameter(Vm) determined by either steady state or transient analyses. The electrode system was made of disk type gold cathode(4mm diameter) and Ag/AgCl anode. One side of the blend membrane was in contact with the cathode surface while the other side was immobilized with GOD either in covalent-bond or cross-linked forms, the latter being covered by $25{\mu}$m thick dialysis membrane of cellulose acetate. The resultant current density was on-line monitored by a potentiostat while glucose level was varied from 1 to 20 mM. The present study shows that direct cross-linking of GOD with glutaraldehyde was mostly preferred for fabrication of glucose sensor, on the basis of resultant kinetic parameters from either steady state or transient analyses.