• 제목/요약/키워드: Ion-Selective Electrode

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구리이온 선택성전극의 특성 및 그 응용에 관한 연구 (A Study for the Properties of Cupric Ion Selective Electrode and Its Applications)

  • 박기채;권영순;허원도
    • 대한화학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.385-391
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    • 1979
  • CuS-$Ag_2S$ 분말에 PVC 분말을 4 : 1 의 비율로 섞어서 눌러 만든 구리이온 선택성전극은 재현성이 좋으며 견고하고 오래 사용할 수 있는 전극임을 알았다. 이 전극을 이용하여 구리이온에 대한 감응전위를 측정한 결과 Cu(Ⅱ)용액의 농도 1.0 ${\times}$$10^{-1}M$부터 1.0 ${\times}$ $10^{-5}M$사이의 범위에서 직선관계를 나타내었고 기울기는 $298^{\circ}K$에서 Nernst의 법치긍로부터 약간 벗어난 25.0mV이었다. 이 전극을 지시전극으로 사용하여 시료용액 1.0 ${\times}$ $10^{-2} M Cu(NO_3)_2$를 0.1M NaOH 표준용액으로 침전법 적정을 할 수 있었다. 또한 이 지시전극으로 Zn(II), Mg(II), Ca(II), 등의 이온을 pH 10에서 EDTA로 적정할 수 있었고 이미 알려진 Cu-$EDTA^{2-}$이 안정도상수($-pK_{Cu-EDTA^{2-}}$=18.80)를 이용하여 칼슘 및 마그네슘의 EDTA착물의 안정도 상수 ($-pK_{Ca-EDTA^{2-}}$=10.30, $-pK_{Mg-EDTA^{2-}}$=8.00)를 결정할 수 있었다.

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코발트전극과 자동시험장치를 이용한 파프리카 양액 내 무기인산 측정 (Determination of Inorganic Phosphate in Paprika Hydroponic Solution using a Laboratory-made Automated Test Stand with Cobalt-based Electrodes)

  • 김학진;손동욱;권순구;노미영;강창익;정호섭
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제36권5호
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    • pp.326-333
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    • 2011
  • The need for rapid on-site monitoring of hydroponic macronutrients has led to the use of ion-selective electrodes, because of their advantages over spectrophotometric methods, including simple methodology, direct measurement of analyte, sensitivity over a wide concentration range, and low cost. Stability and repeatability of response can be a concern when using multiple ion-selective electrodes to measure concentrations in a series of samples because accuracy might be limited by drifts in electrode potential. A computer-based measurement system could improve accuracy and precision because of both consistent control of sample preparation and easy calibration of sensors. Our goal was to investigate the applicability of a cobalt-based electrode used in conjunction with a laboratory-made automated test stand for quantitative determination of ${PO_4}^-$ in hydroponic solution. Six hydroponic solutions were prepared by diluting highly concentrated paprika hydroponicsolution to provide a concentration range of 1 to 300 ppm $PO_4$-P. A calibration curve relating electrode response to phosphate in paprika hydroponic solution titrated to pH 4 with 0.025M KHP was developed based on the Nikolskii-Eisenman equation with a coefficient of determination ($R^2$) of 0.94. The laboratory-made test stand consisting of three cobalt-based electrodes measured phosphate concentrations similar to those obtained with standard laboratory methods (a regression slope of 0.98 with $R^2$ = 0.80). However, the y intercept was relatively high, 30 ppm, probably due to the relatively large amount of variation present among multiple measurements of the same sample. Further studies on the high variation in EMFs obtained with cobalt electrodes during replicate measurements were required for P estimations comparable to those obtained with standard laboratory instruments.

중성운반체를 이용한 리튬이온 선택 전극 (Lithium Ion Selective Electrode Based on a Synthetic Neutural Carrier)

  • 김재상
    • 분석과학
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    • 제5권1호
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    • pp.33-39
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    • 1992
  • 리튬이온의 새로운 중성운반체로서 tetrahydrofuran 단위의 16고리형 crown-4를 퓨란과 아세톤으로부터 산 촉매하에서 합성하여 수소화시킨 후 리튬-이온과의 착물형성반응을 Li-7 NMR과 전기전도도법으로 조사했다. 합성한 리간드를 PVC-액체막 전극에 사용하여 분리용액법에 의한 리튬이온의 선택성을 결정하였다. 막용매, tris(2-ethylhexyl) phosphate에서 리튬이온의 선택계수는 알칼리금속이온 및 알칼리토금속이온에 대해 $2.4{\times}10^{-1}$에서 $2.3{\times}10^{-4}$ 범위의 값을 가졌으며, 산성용액(pH=2 이하, 0.1M LiCl)에서 액체막은 $H^+$ 이온의 방해로 불안정하였다.

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Highly Sensitive and Selective Glucose Sensor Realized by Conducting Polymer Modified Nanoporous PtZn Alloy Electrode

  • Jo, Hyejin;Piao, Hushan;Son, Yongkeun
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제4권1호
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    • pp.41-45
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    • 2013
  • Platinum is a well known element which shows a significant electrocatalytic activity in many important applications. In glucose sensor, because of the poisoning effect of reaction intermediates and the low surface area, the electrocatalytic activity towards the glucose oxidation is low which cause the low sensitivity. So, we fabricate a nanoporous PtZn alloy electrode by deposition-dissolution method. It provides a high active surface and a large enzyme encapsulating space per unit area when it used for an enzymatic glucose sensor. Glucose oxidase was immobilized on the electrode surface by capping with PEDOT composite and PPDA. The composite and PPDA also can exclude the interference ion such as ascorbic acid and uric acid to improve the selectivity. The surface area was determined by cyclic voltametry method and the surface structure and the element were analyzed by Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively. The sensitivity is $13.5{\mu}A/mM\;cm^2$. It is a remarkable value with such simply prepared senor has high selectivity.

탄소 및 은 잉크 기반의 전위차 나트륨 이온 센서 제조 및 이의 전기화학적 특성 (Fabrication of Potentiometric Sodium-ion Sensor Based on Carbon and Silver Inks and its Electrochemical Characteristics)

  • 김서진;손선규;윤조희;최봉길
    • 공업화학
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    • 제32권4호
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    • pp.456-460
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    • 2021
  • 본 연구에서는 탄소 및 은 잉크를 사용하여 스크린 인쇄 공정을 통한 전위차 나트륨 이온(Na+) 센서를 제작하였다. 센서의 두 전극 구성은 Na+ 용액에서 네른스트 거동에 따라 전극의 전위차를 발생하였다. 제조된 Na+ 센서는 이상적인 네른스트 민감도, 빠른 응답 시간 및 낮은 검출 한계를 보여주었다. 네른스트 반응은 센서의 반복성 및 장기 내구성 테스트 시 안정적이었다. 탄소 전극에 코팅된 Na+ 선택막은 간섭 이온에 대해 나트륨 이온을 선택적으로 통과시켜 우수한 선택성을 증명하였다. 휴대용 Na+ 센서는 인쇄 회로 시스템을 사용하여 제작되었으며 다양한 실제 샘플에서 Na+ 농도를 성공적으로 측정하는 것을 증명하였다.

ISE 기반의 임베디드 시스템을 이용한 실시간 수경재배 양액 모니터링 (Real-time Nutrient Monitoring of Hydroponic Solutions Using an Ion-selective Electrode-based Embedded System)

  • 한희조;김학진;정대현;조우재;조영열;이공인
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.141-152
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    • 2020
  • 본 연구는 양액 내 존재하는 다량 영양소의 농도를 실시간으로 측정하기 위해 이온 선택 전극 (ISE) 으로 구성된 임베디드 시스템의 개발을 보여준다. NO3, K 및 Ca 이온을 감지하기위한 PVC ISE, H2PO4를 감지하기위한 코발트 전극, 기준 전극, 샘플 용액이 담기는 챔버, 펌프 및 밸브를 사용하여 측정하는 시스템으로 구성된다. 양액 샘플양 조절과 데이터 수집을 위해서 데이터 Due 보드가 사용되었고, 각각의 샘플 측정 전에, 측정 중 발생하는 드리프트를 최소화시키기 위해 2 점 정규화 방법을 사용하였다. PVC 멤브레인을 기반으로 한 NO3 및 K 전극의 농도 예측 성능은 표준 분석기의 결과와 근접한 일치 (R2 = 0.99) 나타내며 만족스러운 결과를 나타냈다. 하지만, Ca II 이온 투과체 제조된 Ca 전극은 고농도 양액 농도에서 Ca 농도를 55 %로 낮게 측정하였다. 코발트 전극 기반 인산 측정은 반복측정 중에 발생한 코발트 전극의 불안정한 신호로 인해 표준 방법과 비교하여 45 ~ 155 mg / L의 인산 농도 범위에서 24.7 ± 9.26 %의 비교적 높은 오차를 나타냈다. 수경 P 감지의 예측 능력을 향상시키기 위해 코발트 전극의 신호 컨디셔닝에 대한 추가 연구가 필요함으로 판단된다.

Tetrabenzylalkylenediamine을 이용한 수소이온 선택성 막전극 (Hydrogen ion-selective membrane electrodes based on tetrabenzylalkylenediamine)

  • 김재우;조동희;정성숙;정구춘;박면용
    • 분석과학
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    • 제10권3호
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    • pp.161-167
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    • 1997
  • Tetrabenzylmethylenediamine(TBMDA), tetrabenzylethylenediamine(TBEDA), tetrabenzylpropylenediamine(TBPDA), tetrabenzylhexylenediamine(TBHDA)의 중성운반체를 이용한 수소이온 선택성 막전극을 제조하였다. TBMDA, TBEDA, TBPDA, TBHDA의 아미노기간의 탄소수 변화에 따라 pH 1~pH 9, pH 2~pH 9, pH 3~pH 9, pH 4~pH 9 범위에서 수소이온에 대하여 선택적이고 선형적인 감응을 나타내었으며, 각각에 대한 기울기는 48mV/pH, 52mV/pH, 64mV/pH, 59mV/pH를 나타내었다. 각 전극에 대하여 알칼리금속이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$) 및 알칼리토금속이온($Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Ba^{2+}$), 전이금속이온($Cu^{2+}$, $Ni^{2+}$, $Co^{2+}$)과 음이온($I^-$, $Br^-$, ${NO_3}^-$, $SCN^-$)에 대한 방해효과를 측정하였다. 선택계수는 분리용액법을 이용하여 측정하였고, 산성 용액에서 선형성을 나타내는 TBMDA가 가장 좋은 결과를 나타내었다.

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${\iota}$ -Sparteine으로 변성된 Carbon Paste 전극을 사용한 Co(II) 이온의 펄스 차이 전압-전류법 정량 (Differential Pulse Voltammetric Determination of Co(II) Ion with a Chemically Modified Carbon Paste Electrode Containing ${\iota}$ -Sparteine)

  • 정의덕;원미숙;박덕수;심윤보;최성낙
    • 대한화학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.881-887
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    • 1993
  • 코발트(II) 이온의 정량을 위해 ${\iota}$-sparteine(SP)으로 변성된 탄소 반죽 전극(carbon paste electrode : CPE)을 제작하였다. 수용액 중의 코발트 이온을 CPE에 처리시킨${\iota}$-sparteine과 반응시켜서 착화합물 상태로 전극표면에 석출시킨 후, 이 착물을 전압-전류법을 사용하여 정량하였다. 또한 변성된 CPE의 전극반응을 순환 전압-전류법을 사용하여 아세트산/아세트산염 완충용액에서 조사하였다. 한번 사용한 전극은 산용액으로 처리하여 5회 이상 재사용할 수 있었다. CPE에 흡착된 Co(II)-SP 착물의 산화환원 전위는 0.17V / 0.27V였으며 산화피이크는 0.17V의 환원피이크를 지나야 나타나는 피크이다. 이는 전극표면의 SP와 용액내의 Co(II)이온이 착물을 형성하여 흡착되고, 이 전극표면에 형성된 착물이 산화환원되어 나타나는 피이크이다. 펄스차이 전압-전류법을 사용할 경우 $2{\times}10^{-7}$M 농도까지 직선적으로 감응함을 알 수 있었으며, 그 때의 상대표준 편차는 ${\pm}$5.6%이었다. 이 경우 검출한계는 $1.0{\times}10^{-7}$M이었다. 리간드와 착물을 형성할 것으로 예상되는 여러 금속이온에 대한 방해작용을 조사하였다.

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Crown Ether를 이용한 탐침형 납 이온선택성 전극 (Coated Wire Lead(Ⅱ) Ion-Selective Electrodes based on Crown Ethers)

  • 장미경;하광수;서무룡
    • 대한화학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.337-342
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    • 1997
  • 본 연구에서는 benzo-15-crown-5(B15C5)와 poly(acryloylmethylbenzo-15-crown-5)[poly(AMB15C5)] 화합물을 이온선택성 물질로 이용해서 $Pb^{2+}$를 전위차법으로 정량할 수 있는 탐침형 이온선택성 전극(coated wire-ion-selec-tive electrode[CWISE])을 개발하였다. 각각 감지막의 최적 조성은 B15C5의 경우에는 리간드 20 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 165 mg, 지지체인 polyvinylchloride 75 mg 및 용매인 THF 0.7 mL이었으며 poly(AMB15C5) 경우에는 리간드 35 mg, 가소제인 tris(2-ethylhexyl) ester 160 mg, 지지체인 PVC [Polyvinyl Chloride] 70 mg 및 용매인 THF 2 mL이었다. 이 때 코팅용액의 리간드에 대한 무게함량은 각각 7.7%와 13.1%이었다. 각각의 전극은 $10^{-5} M{\sim}10^{-1}$ M 농도 범위에서 기울기가 28{\pm}1$ mV/decade인 직선성이 잘 성립하는 감응을 나타내었다. 또한 전극의 감응시간은 poly(AMB15C5) 경우에는 5분 이내였으며 B15C5의 경우에는 3분이내로 비교적 빠른 편이었다. 전극의 안정성은 크라운 에테르의 물에 대한 용해도 때문에 좋은 편은 아니었다. 최적 pH 조건은 pH 3~6이었으며 $Mg^{2+},\; Ca^{2+},\; Co^{2+},\; Ni^{2+},\; Cu^{2+},\; Zn^{2+}$$Cd^{2+}$는 방해가 거의 없었으나 $Na^+$$K^+$는 방해효과가 컸다. 그리고 본 연구에서 제조한 탐침형 이온선택성 전극을 이용하여 $Pb^{2+}$ 이온을 전위차 적정법으로 정량분석해 보았을 때 이론적인 당량점과 종말점이 잘 일키하는 결과를 얻었다.

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Fabrication and Electrical Characteristics of a Lateral type GaN Field Emission Diode

  • Lee, Jae-Hoon;Lee, Hyung-Ju;Lee, Myoung-Bok;Hahm, Sung-Ho;Lee, Jung-Hee;Choi, Kue-Man
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2002년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.647-650
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    • 2002
  • A lateral type GaN field emission diodes were fabricated by utilizing metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). In forming the pattern, two kinds of procedures were proposed: a selective etching method with electron cyclotron resonance-reactive ion etching (ECR-RIE) or a simple selective growth by utilizing $Si_3N_4$ film as masking layer. The fabricated device using the ECR-RIE exhibited electrical characteristics such as a turn-on voltage of 35 V for 7 ${\mu}m$ gap and an emission current of ${\sim}580$ nA/10tips at anode-to-cathode voltage of 100 V These new field emission characteristics of GaN tips are believed to be due to a low electron affinity as well as the shorter inter-electrode distance.

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