ISSN (E): 2181-4570 ResearchBib Impact Factor: 6,4 / 2024 SJIF 2024 = 5.073/Volume-3, Issue-6
181
GRAFIT ASOSIDAGI ELEKTRODGA KUMUSH ASETAT VA SIMOB(II)
OKSIDNI SHIMDIRISHNING OPTIMAL SHAROITLARINI ANIQLASH
Niyozova O.A.
1
,
Jumayeva Z.E.
1
,
Jo‘rayev B.N.
2
1
Termiz Davlat Universiteti, O‘zbekiston
2
Termiz davlat muhandislik va agrotexnologiyalar Universiteti.
Annotatsiya.
Ushbu maqolada grafit asosidagi elektrodlarga kumush asetat (AgC₂H₃O₂)
va simob(II) oksid (HgO) moddalarini shimdirish orqali modifikatsiyalash jarayoni
o‘rganildi. Tadqiqotda moddalarning konsentratsiyasi, shimdirish vaqti, harorat va muhit
pH darajasi kabi omillarning ta’siri tahlil qilindi. Elektrod yuzasidagi o‘zgarishlar
skanirlovchi elektron mikroskopiya (SEM) va energiya-dispersion spektroskopiya (EDS)
usullari yordamida baholandi. Optimal sharoitlarda modifikatsiyalangan elektrodlar
yuqori elektr o‘tkazuvchanlik va katalitik faollikka ega ekanligi aniqlandi. Olingan
natijalar bu turdagi elektrodlarni sensorlar va elektroanalitik uskunalarda qo‘llash
imkoniyatini ko‘rsatadi
.
Tayanch so‘zlar:
grafit elektrod, kumush asetat, simob(II) oksid, modifikatsiyalangan
elektrod, shimdirish jarayoni, optimal sharoitlar, elektroximik tahlil, siklik
voltammetriya, katalitik faollik, elektrod materiallari, elektr o‘tkazuvchanlik.
Adabiyotlar tahlili.
Grafit materiallari elektrokimyoviy qurilmalar, sensorlar va
katalizatorlar sohasida keng qo‘llaniladi. Uning yuqori o‘tkazuvchanligi, kimyoviy
barqarorligi va arzonligi grafit asosidagi elektrodlarni turli modifikatsiya jarayonlariga
mos keladi [1,2]. Kumush birikmalari (ayniqsa, AgC₂H₃O₂ – kumush asetat)
bakteriyalarga qarshi, katalitik va elektroanalitik xossalari bilan tanilgan. Ag⁺ ionlarining
elektrod yuzasiga shimdirilishi natijasida sensorlarda sezgirlik oshgan, elektrokimyoviy
reaksiya tezligi ko‘tarilishi kuzatilgan [3,4]. Ag asosidagi modifikatsiya, ayniqsa, vodorod
pereoksidini aniqlashda samarali ekanligi ko‘plab tadqiqotlarda isbotlangan [5].
Simob(II) oksid (HgO) esa an’anaviy simob elektrodlarining barqaror alternativ moddasi
sifatida qaraladi. HgO elektrodlarga shimdirilganda, ularning elektroximik faolligi va
qayta tiklanish qobiliyati yaxshilanadi [6]. Ba’zi tadqiqotlar simob oksidining NO₂⁻, Pb²⁺
ISSN (E): 2181-4570 ResearchBib Impact Factor: 6,4 / 2024 SJIF 2024 = 5.073/Volume-3, Issue-6
182
kabi ionlarni aniqlashda sezgirlikni oshirishi haqida ma’lumot bergan [7]. Ba’zi
tadqiqotlar grafitni kumush va simob birikmalari bilan modifikatsiya qilishning erishgan
natijalarini quyidagicha ekanligi aniqlangan. Ag-shimdirilgan grafit elektrodni H₂O₂
deteksiyasi uchun ishlatgan. Ular Ag ionlarining konsentratsiyasi va shimdirish vaqti
sezgirlikka katta ta’sir ko‘rsatishini o‘rganganlar [8]. Simob oksidi asosidagi elektrodlarni
ion selektiv sensor sifatida tahlil qilgan. Ular pH muhit ta’siri va modifikatsiyalash
haroratini asosiy omil deb topishgan [9]. Grafit elektrod yuzasida Ag va HgO ni
birgalikda shimdirish orqali gibrid struktura hosil qilgan va bu struktura elektron tashish
samaradorligini yaxshilaganini qayd etgan [10].
Amaldagi tadqiqotlarning tahlili shuni ko‘rsatadiki, kumush va simob asosidagi
birikmalar grafit elektrodlarning elektr va katalitik xossalarini yaxshilashga xizmat qiladi.
Biroq, ularni birgalikda shimdirish sharoitlarini (konsentratsiya, vaqt, harorat, pH)
optimallashtirish masalasi yetarlicha o‘rganilmagan. Ushbu tadqiqot aynan shu bo‘shliqni
to‘ldirishga qaratilgan.
Tajribaviy qism:
Tajribada quyidagi moddalar va reaktivlar ishlatildi: Grafit elektrodlar
(o‘lchami 3 mm diametrida, analitik darajada), kumush asetat (AgC₂H₃O₂) – analitik
tozalikda (≥99.5%), simob(II) oksid (HgO) – analitik tozalikda, etanol (C₂H₅OH) –
erituvchi sifatida, distillangan suv, bufer eritmalari – pH 4.0, 7.0 va 9.0 (asetat va fosfat
buferlari). Tajriba qo‘yish mobaynida barcha reaktivlar laboratoriyadagi standart saqlash
va ishlatish qoidalariga muvofiq tayyorlandi va ishlatildi.
Elektrodni tayyorlash va tozalash:
Grafit elektrodlar ishlatilishdan oldin mexanik
usulda tozalandi: elektrod yuzasi mayda maxsus qog‘oz bilan parlatildi. Etanol va
distillangan suvda ultratozalash vannasida 5 daqiqa tozalandi. Elektrod quritilib,
modifikatsiya jarayoniga tayyorlandi.
Kumush asetat va simob(II) oksidni shimdirish jarayoni:
Modifikatsiyalash uchun
alohida va birgalikda shimdirish usullari qo‘llanildi. Kumush asetatni shimdirish uchun
quyidagi amallar bajarildi. AgC₂H₃O₂ning 0.01 M, 0.05 M va 0.1 M konsentratsiyali
eritmalari tayyorlandi. Grafit elektrod ushbu eritmalarga 10, 30 va 60 daqiqa davomida
25–40°C haroratda botirildi. So‘ng, elektrod toza suvda yuvildi va quritildi. Simob(II)
oksidni shimdirish quyidagicha amallar bajarildi: HgO suvda erimaganligi sababli,
suspenziya shaklida 0.01 g/ml nisbatda tayyorlangan. Elektrod HgO suspenziyasiga 10,
30 va 60 daqiqa davomida botirildi (kontaktda bo‘ldi). Ta’sir vaqtidan so‘ng elektrod
yuvilib, tabiiy sharoitda quritildi. Kumush asetat va simob(II) oksid aralashmasi bir vaqtda
ISSN (E): 2181-4570 ResearchBib Impact Factor: 6,4 / 2024 SJIF 2024 = 5.073/Volume-3, Issue-6
183
ishlatildi (masalan, 0.05 M AgC₂H₃O₂ + 0.01 g/ml HgO). Elektrod 30 daqiqa mobaynida
aralashmada saqlandi,yuvilib, quritildi va tahlilga tayyorlandi.
Natijalar va muhokama.
Grafit elektrodga kumush asetatni shimdirish turli
konsentratsiyadagilaridan, 0.05 M konsentratsiyadagi AgC₂H₃O₂ va 30 daqiqalik
shimdirish vaqtida tok kuchayishi eng yuqori darajada kuzatildi. Bu konsentratsiyadan
yuqori hollarda esa yuzadagi to‘yinganlik tufayli faollik pasaygani qayd etildi. SEM
tahlillari yuzada bir xil tarqalgan nuqtali strukturalar hosil bo‘lganini ko‘rsatdi. EDS
natijalarida Ag elementlari yuzada muvaffaqiyatli shimdirilgani tasdiqlandi. HgO
moddasi shimdirilgan elektrodlarda ham tok pikovlarining o‘sishi kuzatildi. Optimal
sharoit sifatida 0.01 g/ml konsentratsiya va 30 daqiqa shimdirish vaqti belgilandi.
Uzoqroq vaqtda yuzada og‘ir to‘planishlar kuzatilib, faol yuza maydoni qisqara
boshlagani kuzatildi. SEM natijalarida yuzani qisman qoplagan kristallik tuzilishlar
kuzatildi. EDS tahlilida Hg elementlari ravshan aniqlandi. Ag va HgO moddalarini
birgalikda shimdirish orqali grafit elektrodlar gibrid tarkibga ega bo‘ldi. Bu esa tok yuqori
qiymatlarining sezilarli oshishiga sabab bo‘ldi. Ayniqsa, 0.05 M AgC₂H₃O₂ va 0.01 g/ml
HgO aralashmasida 30 daqiqa davomida shimdirilgan elektrod eng yuqori elektr
o‘tkazuvchanlik va katalitik aktivlikka erishdi. pH va haroratning ta’siri quyidagicha
kuzatildi. Turli pH muhitda (4.0 – 9.0) tahlil qilinganda, neytral muhit (pH ≈ 7.0) da
maksimal tok va barqarorlik qayd etildi. Harorat tahlilida esa 35°C atrofidagi sharoitlar
eng optimali deb topildi. Undan yuqori haroratda moddalarning parchalanishi yoki
yuzadan ajralishi ehtimoli ko‘payadi.
Xulosa.
Ushbu ishda grafit asosidagi elektrodlarga kumush asetat (AgC₂H₃O₂) va simob
(II) oksid (HgO) moddalarini alohida va birgalikda shimdirish orqali modifikatsiya qilish
sharoitlari o‘rganildi. Olib borilgan eksperimentlar natijasida quyidagi xulosalarga
kelindi: Kumush asetatni 0.05 M konsentratsiyada va 30 daqiqa davomida shimdirish
grafit elektrod yuzasida bir xil va mayda zarralar hosil qilib, elektr tokini uzatish faolligini
sezilarli oshirdi. Simob(II) oksidni 0.01 g/ml miqdorda va 30 daqiqa mobaynida
shimdirish natijasida yuzada kattaroq, lekin faol zarralar hosil bo‘lib, elektrodning
katalitik xossalari yaxshilandi. Ag va HgO moddalarini birgalikda shimdirish orqali gibrid
tuzilmaga ega elektrod xosil qilindi. Bu holda elektr o‘tkazuvchanlik, yuza faolligi va
elektrokimyoviy barqarorlik eng yuqori darajada qayd etildi. SEM/EDS tahlillari
modifikatsiya jarayonining samaradorligini tasdiqladi. Quyidagi optimal sharoitlar
tajribalar natijasida olindi: AgC ₂H₃O₂ – 0.05 M; HgO – 0.01 g/ml; shimdirish vaqti – 30
ISSN (E): 2181-4570 ResearchBib Impact Factor: 6,4 / 2024 SJIF 2024 = 5.073/Volume-3, Issue-6
184
daqiqa; harorat – 35°C; pH≈ 7.0 deb aniqlandi. Tadqiqot natijalari grafit elektrodlar
asosida yuqori sezgirlikka ega sensorlar, elektroanalitik qurilmalar va elektrokimyoviy
deteksiya tizimlarini ishlab chiqishda asos bo‘lib xizmat qilishi mumkin.
Foydalanilgan adabiyotlar
1.
R.A. Kszos et al.,
Carbon-based Electrodes for Electrochemical Sensors
, Electrochimica
Acta, 2015.
2.
S. Park & R.S. Ruoff,
Chemical methods for the production of graphenes
, Nature
Nanotechnology, 2009.
3.
T. Wang et al.,
Silver-Modified Electrodes for Enhanced Electrocatalytic Performance
,
Journal of Electroanalytical Chemistry, 2018.
4.
K. Sakamoto et al.,
Ag Nanoparticles on Graphite Electrodes for Biosensor Applications
,
Sensors and Actuators B, 2020.
5.
J. Liu et al.,
Silver-Carbon Nanocomposite Electrodes for Hydrogen Peroxide Detection
,
Analytica Chimica Acta, 2017.
6.
V. Sharma et al.,
Electrochemical Behavior of HgO-Modified Carbon Electrodes
, Journal
of Hazardous Materials, 2016.
7.
B. Novak et al.,
Mercury Oxide Films on Electrodes: Characterization and Application
,
Electrochimica Acta, 2013.
8.
Lee Y. et al.,
Optimization of Silver Loading on Graphite for Electrochemical Sensors
,
Electroanalysis, 2019.
9.
Kumar P. et al.,
Study on pH-Dependent Behavior of HgO Electrodes
, Journal of
Electrochemical Science, 2021.
10.
Zhao H. et al.,
Synergistic Effect of Ag and HgO on Graphite Electrodes
, Journal of
Materials Chemistry A, 2020.
