Determinazione di radicali OH: sintesi di materiali per la modifica di elettrodi di platino e carbone vetroso

Questa tesi descrive lo sviluppo di un elettrodo modificato con un polimero isolante per la determinazione indiretta del radicale OH. I polimeri testati sono stati polifenolo, polipirrolo e polipirrolo sovraoossidato ed il primo è risultato quello con le migliori prestazioni. Il film di modificante è stato depositato per elettropolimerizzazione del fenolo in ambiente acido, su un elettrodo di carbone vetroso (GC) ed è risultato isolante e perfettamente adeso al GC, impedendo il trasferimento di carica alle più comuni sonde redox. L’attacco dei radicali OH, generati dalla reazione di Fenton o dalla fotolisi di H2O2, rimuove parzialmente il polimero dal GC, ripristinando parzialmente il comportamento conduttore dell’elettrodo. L’entità della degradazione del film polifenolico è stata valutata sfruttando la corrente relativa alla sonda redox Ru(NH3)63+, che rappresenta il segnale analitico per la determinazione del radicale OH. L’elettrodo è stato impiegato per stimare le prestazioni di foto catalizzatori a base di nanoparticelle di TiO2, ottenendo risultati correlati a quelli ricavati da un metodo HPLC. Inoltre esso è stato usato per sviluppare una nuova procedura per la determinazione della capacità di scavenging verso i radicali OH, che è stata applicata all’analisi di composti puri e campioni reali. I risultati erano confrontabili con quelli determinati con metodiche standardizzate, comunemente impiegate per la determinazione della capacità antiossidante. Inoltre è stato condotto uno studio riguardante la modifica di un elettrodo di platino con un idrossido misto a strati a base di cobalto e alluminio (LDH). In particolare si sono valutati gli effetti di diversi pretrattamenti del Pt sulle caratteristiche e prestazioni elettrocatalitiche del film di LDH nei confronti dell’ossidazione di anilina, fenolo e acido salicilico. Questi composti possono essere impiegati come molecole sonda per la determinazione del radicale OH e rivestono interesse da un punto di vista elettroanalitico perché portano facilmente alla passivazione della superficie di Pt.

The development of a cheap modified electrode for the indirect detection of OH radical is described. The method is based on the attack of OH radicals on the modifier and the quantification of its degradation is evaluated by electroanalytical approaches. Polyphenol, polypyrrole and overoxidized polypyrrole were tested as modifiers for the determination and, from our experiments, polyphenol resulted the best one. The modified electrode was prepared by electropolymerization of phenol in acid environment on glassy carbon (GC). The film perfectly covered the GC surface and inhibited the charge transfer of many redox species. The attack of OH radicals generated by Fenton reaction or H2O2 photolysis partly removed the polymer from GC and the conductor behavior of the electrode was partially restored. The degree of degradation of the polyphenol is the analytical signal and was quantified by cyclic voltammetry and chronoamperometry, using the redox probe Ru(NH3)63+. The electrode was used to evaluate the performances of different photocatalysts based on TiO2 nanoparticles and the results were successfully compared with those obtained from a more traditional HPLC method. A new procedure for the determination of the scavenging activity towards OH radicals was developed using the polyphenol modified GC. The results obtained for pure compounds and real samples were comparable to those from standardized methods which are widely employed to estimate the antioxidant capacity. Furthermore, the modification of a Pt electrode with a double layered hydroxide, based on Co and Al, (LDH) was deeply investigated. In particular, we studied the effects of different pretreatments of Pt surface on the characteristics and performances of the LDH film towards the electrocatalytic oxidation of aniline, phenol and salicylic acid. These compounds can be used as probe molecules for hydroxyl radical detection and are very interesting from an electroanalytical point of view since they lead to Pt passivation.