Electrochemical oxidation of 2,4,6-trichlorophenol on iron-doped nanozirconia cerami

Abstract

Solvothermaly synthesized zirconium oxide nanopowders, pure and doped with various amounts of iron ions (1–20 %), were used as modifiers of glassy carbon electrodes. The modified electrodes were tested in the reaction of electrochemical oxidation of 2,4,6-trichlorophenol (TCP) in order to inves tigate the influence of doping on electrochemical performance of zirconia mat rix. The techniques of cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were employed. Cyclic voltammetry showed that electrooxid ation of TCP proceeded through the oxidation of hydroxyl group. Possible pathway included the formation of quinones and the formation of polyphenol film on the electrode surface, leading to the electrode fouling. Iron doping enhanced the activity of zirconia matrix towards TCP electrooxidation. Elec trochemical impedance spectroscopy showed the importance of iron content in zirconia matrix for the preferable pathway of TCP electrooxidation. The quin one formation pathway was favoured by low iron doped zirconia (doped with 1% of iron), while polyphenol film formation on the electrode surface was more pronounced at samples with higher iron ion content (for doping with 10 and 20 % of iron). The sample with 5 % of added iron ions, showed intermed

Нанопрахови цирконијум-оксида, чисти и допирани различитим количинама јона гвожђа синтетисани су солвотермалном методом. Добијени прахови су коришћени као модификатори електродa од стакластог угљеника. Модификоване електроде су тести- ране у реакцији електрохемијске оксидације 2,4,6-трихлорфенола (TCP), како би се испитао утицај допанта на перформансе цирконијум-оксидне матрице. За испитивање су коришћене технике цикличне волтаметрије и електрохемијске импедансне спектро- скопије. Резултати цикличне волтаметрије су показали да се електрооксидација TCP одиграва преко оксидације хидроксилне групе. Могуће даље реакционе путање су укљу- чивале формирање хинона и настајање полифенолног филма на површини електроде који доводи до пасивације електроде. Допирање јонима гвожђа је повећало активност цирконијум-оксидне матрице за електрооксидацију TCP. Резултати електрохемијске импедансне спектроскопије су указали на утицај количине јона гвожђа у цирконијум- -оксидној матрици на реакциони механизам TCP електроосидације. Реакциона путања која укључује формирање хинона је фаворизована на цирконијум-оксидним електро- дама са ниским садржајем јона гвожђа (допираног са 1 % јона гвожђа), док је форми- рање полифенолног филма дошло до изражаја на узорцима са већим садржајем јона гвожђа (допираних са 10 и 20 % јона гвожђа). Узорак цирконијум-оксида, допиран са 5 % јона гвожђа, има прелазна својства, јер долази до формирања полифенолног филма на површини електроде, али и до његове разградње.