Studies on the Anodic Oxidation Behavior of Methanol and L-Ascorbic Acid by Using Glassy Carbon Electrodes Modified with Inorganic-Metal Polymeric Films

무기 금속 고분자 막을 도포시킨 유리질 탄소전극을 이용한 메탄올과 L-ascorbic acid의 양극 산화 거동에 관한 연구

A study was carried out on the elelctrochemical characteristics of chemically modified electrodes (CMEs) by cyclic voltammetry. Fabrication of CMEs was made by coating with mixed valence (mv) inorganic-metal polymeric films on the glassy carbon electrode surface by potential cycling. Anodic oxidation behavior of methanol and L-ascorbic acid was studied by using CMEs working electrode. Deposition of films such as mv ruthenium oxo/ruthenium cyanide film (mv Ru-O/CN-Ru), mv ruthenium oxo/ferrocyanide film (mv Ru-O/$Fe(CN)_6$), and mv ruthenium oxo/ruthenium cyanide/Rhodium film (mv Ru-O/CN-Ru/Rh) was obtained to coat by scan rate of 50 mV/sec within the specified potential range (-0.5V ~ +1.2V). Film thickness was controlled by the repeat of the potential cycling. Anodic oxidation behavior of methanol was as follow. Calibration graph by using mv Ru-O/CN-Ru film showed linearly from 10 mM to 80 mM MeOH with slope factor of $-7.552{\mu}A/cm^2$. Although slope factor by using mv Ru-O/$Fe(CN)_6$ film was $-5.13{\mu}A/cm^2$, yet linear range of calibration graph could be extended from 10 mM to 100 mM MeOH. Anodic oxidation behavior of L-ascorbic acid was studied by mv Ru-O/CN-Ru film on the glassy carbon electrode and the glassy carbon electrode with Rh film, Glassy carbon electrode modified with Ru polymeric film was showed better sensitivity than the Rh-glassy carbon modified electrode (mv Ru-O/CN-Ru/Rh). Calibration graph was linear from 0.1 mM to 5 mM L-ascorbic acid by using glassy carbon electrode modified with Ru polymeric film. Solpe factor and relative coefficient are $-84.78{\mu}A/mM$ and 0.998, respectively.

본 연구에서는 유리질 탄소 전극 표면에 혼성원자가를 가지는 무기 금속 고분자 막을 도포한 변형전극을 제조하고, 이들 변형전극의 전기화학적인 특성을 순환 전압 전류법으로 조사하였다. 그리고 이들 변형전극들을 작업전극으로 하여 메탄올과 L-ascorbic acid의 양극산화 거동을 조사하였다. Mixed valence rethenium oxo/cyanoruthenate(mv Ru-O/CN-Ru) 막, mv ruthenium oxo/cyanoferrate(mv Ru-O/$Fe(CN)_6$) 막, 및 mv ruthenium oxo/cyanoruthenate/Rhodium(mv Ru-O/CN-Ru/Rh) 막을 각각 도포하는 과정은 지정된 전위범위를 50 mV/sec의 주사속도로 전위를 걸어줌으로써 쉽게 도포할 수 있었으며, 동일한 과정을 반복 주사함으로써 막의 두께를 조절 하였다. 메탄올의 양극 산화거동을 조사한 결과는 다음과 같았다. mv Ru-O/CN-Ru 변형전극에서 메탄올의 검정곡선은 농도 기울기가 $-7.552{\mu}A/mM$로서 10 mM에서 80 mM 까지의 농도범위에서 비교적 좋은 감도를 보였다. mv Ru-O/$Fe(CN)_6$ 변형 전극의 경우에 농도 기울기는 $-5.13{\mu}A/mM$ 이었지만, 농도에 대한 전류관계의 직선 범위는 10 mM에서 100 mM까지로서 Ru 고분자 막 변형전극보다 더 넓은 범위에서 좋은 직선관계를 보였다. mv Ru-O/CN-Ru 막을 두 종류의 바탕전극에 각각 도포한 변형전극에 대하여 L-ascorbic acid의 양극 산화거동을 조사한 결과, 유리질 탄소 전극에 Ru 고분자 막을 입힌 변형전극이 Rh 막을 도포한 유리질 탄소전극에 Ru 고분자 막을 입힌 변형전극(mv Ru-O/CN-Ru/Rh)에서 보다 감도가 예민하였다. Ru 고분자 막 변형전극을 사용했을 경우에 검정곡선은 0.1 mM에서 5 mM 까지의 L-ascorbic acid 농도 범위에서 직선관계를 보였고, 기울기와 상관계수는 각각 $-84.78{\mu}A/mM$, 0.998이었다.