Abstract
In this study, we investigate the use of new carbon nanotube paste electrode (CNPE) for promoting the detection of lead (Pb) heavy metal in the a drinkable water, which negatively affects human brain and nerve system. For the evaluations, CNPE is served as a working electrode, while sensitivity and limit of detection (LOD) of Pb are measured in DI and tap water based electrolytes using squarewave anodic stripping voltammetry (SWASV). As a result of that, in the 25~150 ppb range of $Pb^{2+}$ ions, its sensitivity and calculated LOD are $12.85\;{\mu}A/{\mu}M$ and 26 ppb in DI water based 0.1 M $H_{2}SO_{4}$ electrolyte while they are $10.36\;{\mu}A/{\mu}M$ and 38 ppb electrolytes respectively. In addition, experimentally measured LOD values of Pb are 4 ppb and 10 ppb in the two water electrolytes. The stripping of $Pb^{2+}$ ion is also controlled by surface reaction. Our experimental data are then compared with those of other already published references. With the comparison, it is proved that our electrode outperforms other electrodes in terms of the sensitivity and LOD of trace Pb metal.
본 연구에서는 사람의 뇌와 신경계통에 나쁜 영향을 주는 납 중금속의 식용 수에서 검출을 쉽게 하기 위해 새로운 탄소나노튜브전극의 사용을 제안하였다. 이를 위해 제작된 탄소나노튜브 전극을 작동전극으로 사용하여 증류수와 수돗물 상태에서의 납이온의 민감도 및 검출한계농도를 네모파 양극 벗김 전압전류법을 이용하여 측정하였다. 실험결과, 납이온의 농도 25~150 ppb의 범위에서 탄소나노튜브전극에 의한 납이온의 민감도 및 이론적으로 계산된 검출한계농도는 이온수에 근거한 0.1 M 황산전해질에서 $12.85\;{\mu}A/{\mu}M$ 및 26 ppb, 수돗물에 근거한 황산전해질에서 $10.36\;{\mu}A/{\mu}M$ 및 38 ppb이었다. 실험적으로 납의 검출한계 농도를 측정하였을 때, 증류수 및 수돗물에 근거한 전해질에서 그 값은 4 ppb 및 10 ppb를 나타내었다. 또한, 납의 벗김 반응은 순환 전압 전류법 분석에 의해 표면반응에 의해 진행됨을 알 수 있었다. 이러한 납 민감도는 다른 참고문헌들에 의한 값들과 비교되었고 그 결과 본 연구에 의한 납 분석결과가 더 우수함을 알 수 있었다.
