Date of Award

6-2020

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Chemistry

First Advisor

Sayed A. Marzouk

Second Advisor

Ahmed. S. Alshamsi

Third Advisor

Muna S. Bufaroosha

Abstract

In this work, we developed a fabricating method for planar electrodes by milling and cutting copper-clad sheets. The main objectives of this thesis are to produce customized planar electrodes with different geometries with relatively higher reusability compared to the screen-printed electrodes available by commercial vendors. The fabricated electrodes from copper-clad sheets were electroplated with different metals using commercial electroplating baths to produce different metallic planar electrodes. Also, the fabrication of planar electrodes with cavities to be filled with modified carbon paste was done. The electroplated planar electrodes were characterized by the cyclic voltammetry technique. In addition to that, they were applied to detect hydrogen peroxide (H₂O₂) amperometrically in the flow injection analysis mode. A preliminary experiment was also done to detect glycerol amperometrically using flow injection analysis mode by using copper as the working electrode. The result of the cyclic voltammetry experiments showed that the plated metallic layers exhibit close electrochemical behaviour to their counterpart bulk metallic electrodes. The calculated detection limit for the H₂O₂ was found to be 38.4 μM and 48.5 μM for two different shapes of planar electrodes; the first planar electrode has a circular-shaped working electrode and the second planar electrode has a rectangular-shaped working electrode. The electrodes used were able to detect glycerol in the range of 10 ppm to 160 ppm in an alkaline medium. The described fabrication technique proved suitable to produce planar electrodes of much-enhanced reusability than the screen-printed electrodes and of comparable electrochemical performance to the bulk solid electrodes at a dramatically lower cost. The enhanced reusability is due to their ability to withstand harsh mechanical polishing with sandpapers and then re-electroplate their surfaces again.

Comments

تختص هذه الرسالة بتطوير طريقة لتصنيع أقطا ب مستوية عن طريق حفر وقطع صفائح النحاس المغطاة باستخدام ماكينات السي إن سي. الأهداف الرئيسية لهذه الأطروحة هي إنتاج أقطاب مستوية مخصصة بأشكال هندسية مختلفة مع إمكانية إعادة استخدام أعلى نسبيًا مقارنة بأقطاب الشرائح المطبوعة المتاحة من قبل الشركات المصنعة. تم طلاء الأقطاب المصنعة بم عادن مختلفة تشمل: النيكل، والفضة، والذهب، والبلاتين وذلك باستخدام حمامات الطلاء الكهربائ ي المتاحة تجاري ا لإنتاج أقطا ب معدنية مستوية مختلفة. كما أنه، تم تصنيع أقطاب مستوية مع تجاويف ليتم ملؤها بعجينة الكربون المعدل بمواد نشطة كهربائي ا.ً تم توصيف الأقطا ب المستوي ة المطلية كهربائي ا بتقنية قياس الجهد الدوري. بالإضافة إلى ذلك تم استخدامها للكشف عن فوق ( H₂O₂ ) والجليسرين بتقنية الأمبيرومتري باستعمال طريقة تحليل الحقن المستمر. أظهرت نتائج تجارب قياس الجه د الدوري أن الطبقات المعدنية المطلية تظهر سلوكً ا كهروكيميائي ا قريبًا من الأقطاب المعدنية الصلبة المناظرة لها. هذا ووجد أن حد الكشف المحسوب لـ H₂O₂ هو 38.4 و 48.5 ميكرومول ليترˉ¹ لشكلين مختلفين من الأقطاب المستوية التي تم استخدمها في هذه الدراسة. كانت الأقطاب المستخدمة قادرة على كشف الجلسرين في نطاق 10 – 160جزء في المليون في الوسط القلوي. إن طريقة التصنيع الموصوفة قادرة على إنتاج أقطاب مستوية يمكن استعمالها بدلاَ من أقطاب الشرائح المطبوعة مع إمكانية إعادة استخدام بشكل محسن وأداء كهروكيميائي مماثل للأقطاب الصلبة بتكلفة أقل بشك ل كبير. إن إعادة الاستخدام المحس نة ترجع إلى قدرتها على تحمل الصقل الميكانيكي القاسي بورق الصقل ثم إعادة طلاء أسطحه ا كهربائي ا مرة أخرى.

Download

Included in

Chemistry Commons

COinS