Cu(II) Metal-Organic Framework Based Electrochemical Sensor for Methanol
Quantification in Alkaline Media
J. Antonio Cruz-Navarro, Luis Humberto Mendoza-Huízar, Verónica Salazar-Pereda,
J. Ángel Cobos-Murcia, Giaan Arturo Álvarez-Romero*
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Área Académica de Química. Carretera Pachuca-
Tulancingo Km 4.5. C.P 42184. Mineral de la Reforma. Hidalgo. México
*Correspondencia para autor: Giaan Arturo Álvarez-Romero
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
Correo electrónico: giaan@uaeh.edu.mx
CienciAcierta No. 68-especial XXXIII CNQA
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Resumen
Los Metal-Organic Frameworks son materiales novedosos con un tamaño de poro específico que presenta aplicaciones ilimitadas en electrocatálisis y química electroanalítica. La presencia de iones metálicos en la estructura de los MOF ofrece un material activo redox con propiedades electrocatalíticas en medios alcalinos hacia diversos compuestos orgánicos y metales pesados. Esta propiedad se usa ampliamente para reemplazar enzimas en sensores electroquímicos para detectar glucosa y otras moléculas. En este trabajo se presenta la síntesis, caracterización y aplicación de Cu-BTC MOF como material activo redox en un electrodo de pasta de carbón (CPE) para la detección electroquímica de metanol en medios alcalinos. El electrodo obtenido se evaluó para la cuantificación selectiva de metanol en soluciones de etanol mediante voltamperometría diferencial de pulsos. El análisis de metanol con el electrodo modificado presentó un LOD, LOQ y sensibilidad de 0.2298 mmol/L, 0.6964 mmol/L y 6.31 ± 0.41 μA L/mmol respectivamente, y un área electroactiva de 0.01723 cm2. Nuestros parámetros analíticos son similares a los presentados mediante el uso de electrodos basados en enzimas. Estos resultados demuestran el uso potencial
del sensor Cu-BTC @ EPC para detectar MeOH a bajas concentraciones, incluso en presencia de etanol.
Palabras clave: Electrodos modificados, electro-oxidación de metanol, Metal-Organic Frameworks, sensores electroquímicos
Abstract
Metal-Organic frameworks are novel materials with specific pore-size that presents unlimited applications in electrocatalysis and electro-analytical chemistry. The presence of metallic ions in the MOF structure offers a redox active material with electrocatalytical properties in alkaline media towards diverse organic compounds and heavy metals. This property is extensively used to replace enzymes in electrochemical sensors for detecting glucose and other molecules. In this work, we present the synthesis, characterization and application of Cu-BTC MOF as redox active material in a carbon paste electrode (CPE) for methanol electrochemical sensing in alkaline media. The obtained electrode was evaluated for the selective quantification of methanol in ethanol solutions by using differential pulse voltammetry. The analysis of methanol with the modified electrode presented a LOD, LOQ and sensitivity of 0.2298 mmol/L, 0.6964 mmol/L 6.31 ± 0.41 μA L/mmol respectively, and an electroactive area of 0.01723 cm2. Our analytical parameters are similar to those presented by using enzyme-based electrodes. These results demonstrate the potential use of Cu-BTC@EPC sensors in detecting MeOH at low concentrations, even in presence of ethanol
Key words: Modified electrodes, methanol electro-oxidation, Metal-Organic Frameworks,
electrochemical sensors
