Publication detail

Surface electron transfer enhanced by molecular oxygen: Droplet and bulk mode experiments on boron-doped diamond electrodes

Year: 2025

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Electroanalytical Chemistry

Page from-to: 119329

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Přenos elektronů na povrchu zesílený molekulárním kyslíkem: Experimenty v kapkovém a objemovém módu na elektrodách z borem dopovaného diamantu	Tříelektrodový senzor s borem dopovaným diamantem (SP/BDD) vytištěný na keramickém substrátu pomocí technologie chemické depozice z plynné fáze (CVD) umožnil testování jeho různých elektroanalytických vlastností z hlediska: (1) zakončení povrchu SP/BDDE (H- nebo O-zakončení), (2) způsobu ponoření SP/BDDE do roztoku analytu – buď ve velkoobjemovém uspořádání (B – bulk mód), nebo v kapkovém experimentu (D – drop mód), a (3) přítomnosti či nepřítomnosti atmosférického kyslíku. Elektrochemické metody (CV – cyklická voltametrie, EVLS – eliminační voltametrie s lineárním skenem, EIS – elektrochemická impedanční spektroskopie) byly doplněny metodami charakterizujícími povrchové vlastnosti elektrodového materiálu (Ramanova spektroskopie, SEM – rastrovací elektronová mikroskopie, XPS – rentgenová fotoelektronová spektroskopie, OCA – měření kontaktního úhlu). Mott-Schottkyho analýza prokázala vyšší hustotu volných nosičů náboje a bližší lokalizaci valenčního pásma (VB) k Fermiho hladině u H-zakončení oproti O-zakončení povrchu, a proto byly další experimenty prováděny na H-zakončeném SP/BDDE. Testy v B a D módu v přítomnosti i nepřítomnosti atmosférického kyslíku s použitím redoxní sondy [Fe(CN)6]3−/4− ukázaly významné rozdíly jak v hodnotách heterogenních rychlostních konstant přenosu náboje, tak i v hodnotách přenosového odporu. Nejlepší elektroanalytický výkon tohoto senzorového systému s tištěnou diamantovou elektrodou byl dosažen u H-zakončeného SP/BDDE v kapkovém (D) módu za přítomnosti kyslíku. Zvýšený přenos elektronů na povrchu v přítomnosti O2 byl diskutován v kontextu modelu elektrochemického potenciálu bor-dopovaného diamantu a použitého elektrolytu.	Elektroda z bor-dopovaného diamantu vytištěná sítotiskem, Povrchové příměsné dopování, Kapkový a objemový mód, Vliv kyslíku, Eliminační voltametrie, Impedanční spektroskopie, Mott-Schottkyho analýza
eng	Surface electron transfer enhanced by molecular oxygen: Droplet and bulk mode experiments on boron-doped diamond electrodes	The three-electrode screen printed boron-doped diamond (SP/BDD) sensor fabricated by chemical vapor deposition (CVD) on an alumina substrate allowed testing its different electroanalytical performance in terms of: (1) the termination of the SP/BDDE surface (H- or O-termination), (2) the immersion mode of the SP/BDDE in the analyte solution (B - bulk mode) and in the drop experiment (D - drop mode), and (3) the presence and absence of atmospheric oxygen. The electrochemical methods (CV – cyclic voltammetry, EVLS – elimination voltammetry with linear scan, EIS – electrochemical impedance spectroscopy) were complemented by methods that characterize the surface properties of the electrode material (Raman spectroscopy, SEM – scanning electron microscopy, XPS – X-ray photoelectron spectroscopy, OCA – optical contact angle). Mott-Schottky analysis demonstrated a higher density of free charge carriers and a closer localization of the valence band (VB) to Fermi level for H-termination than for O-termination of surfaces, therefore further experiments were performed on the H-terminated SP/BDDE. The B and D mode tests in the absence and presence of atmospheric oxygen using the redox probe [Fe(CN)6]3−/4- demonstrated a significant difference in both the heterogeneous charge transfer rate constants and charge transfer resistance values. The H-terminated SP/BDDE surface and the D-mode experiment in the presence of O2 provided the best electroanalytical performance of this screen-printed diamond electrode. The O2-enhanced surface electron transfer was discussed in the context of the electrochemical potential model of boron-doped diamond and the used electrolyte.	Screen-printed boron-doped diamond electrode, Surface transfer doping, Drop and bulk modes, Oxygen effect, Elimination voltammetry, Impedance spectroscopy, Mott-Schottky analysis

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links