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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 3/2019

30.11.2018

Manganese oxide nanoparticles electrodeposited on graphenized pencil lead electrode as a sensitive miniaturized pH sensor

verfasst von: Rahim Mohammad-Rezaei, Sahand Soroodian, Ghadir Esmaeili

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 3/2019

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Abstract

pH monitoring in micro volume samples is required for environmental and clinical analysis. Low cost, miniaturized and stable metal oxide based pH sensors could be a suitable alternative to glass electrodes. In this study, a sensitive potentiometric solid state pH sensor based on manganese oxide nanoparticles electrodeposited on graphenized pencil lead electrode (MnO2/GPLE) was reported. The prepared MnO2/GPLE was carefully characterized by SEM, XRD and electrochemical techniques. To miniaturize the prepared pH sensor, a stainless steel 304 needle was used as a reference electrode. Selectivity, response time, stability and reproducibility of the miniaturized pH sensor were studied and compared with conventional glass pH electrode. According to experimental results, a near-Nernstian slope of − 57.051 mV/pH and linearity over the pH range of 1.5–12.5 were obtained for the developed MnO2/GPLE pH sensor. The prepared sensor represented high ion selectivity to mono-valence and multi-valence ions with \(- \log K_{{{\text{A}},{\text{B}}}}^{{{\text{Pot}}}}\) values around 6.49. A fast response time of 20 s in acidic medium and 60 s in alkaline medium, long-term stability and reproducibility in 2 months, the simplicity of fabrication, low cost and accuracy makes this sensor as a suitable choice for rapid pH recording in micro volume samples. The MnO2/GPLE pH sensor was successfully used for the pH monitoring of human tear, human blood, saliva, apple juice, lemon juice, milk, and vinegar samples with satisfactory results.

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Metadaten
Titel
Manganese oxide nanoparticles electrodeposited on graphenized pencil lead electrode as a sensitive miniaturized pH sensor
verfasst von
Rahim Mohammad-Rezaei
Sahand Soroodian
Ghadir Esmaeili
Publikationsdatum
30.11.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-0471-5

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