Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11282
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorWan Wardatul Amani Wan Salim, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorMohd. Firdaus Abd Wahab, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorNassereldeen Ahmed Kabbashi, Ph.Den_US
dc.contributor.authorAbdelmohsen, Benoudjiten_US
dc.date.accessioned2023-03-09T03:56:53Z-
dc.date.available2023-03-09T03:56:53Z-
dc.date.issued2022-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11282-
dc.description.abstractAn all-solid-state ion-selective electrode (AS- NH4+ISE) for ammonium-ion-sensing based on stable conductive polymer (CPs) as a solid contact transducer and ionophore-free ion-selective membrane for mobile sensor application was fabricated. Poly(3,4 ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) electropolymerized onto screen-printed carbon electrodes (SPCEs), and screen-printed platinum electrodes (SPPEs) as solid contact transducer was characterized for its morphology and electrochemical performance and was studied for stability – the ability of the sensing solid contact transducer to adhere to the working electrode surface and maintain electrochemical cycle stability. The stability of the solid contact transducer was studied in static measurements condition – a condition where the electrodes are submerged in aqueous solution and not moving, and there is no water flow on the electrode surface when the measurements are taken, and dynamic measurements condition – a condition where an aqueous solution flows across the electrode surface and the sensor is not moving when measurements are taken. Cyclic voltammetry (CV) showed that the electron transfer ability of SPCEs and SPPEs was significantly improved when electropolymerized PEDOT:PSS was used as the transducer. Moreover, the CVs' redox peak current showed that both electrodes could maintain the electrode’s mechanical and electrochemical functional integrity for over 30 days. The results suggest that the electropolymerized PEDOT:PSS had good adhesion to SPCEs and SPPEs working electrode surfaces. There was no significant change in the cycle stability curve in PBS, pH 7.1, after 3000 cycles conducted over 12 hours, compared to the initial cycle. Furthermore, no significant change in the cycle stability curve was observed after 30 days of undergoing CV cycles in PBS, pH 7.1, compared to the first day for both electrodes. The results suggest that electrode stability of PEDOT:PSS/SPCEs and PEDOT:PSS/SPPEs was maintained after repetitive CV cycles in aqueous media. After characterisation of solid contact transducer, the PEDOT:PSS/SPCEs were integrated into a sensing cell to investigate the electrochemical behaviour of electropolymerized PEDOT:PSS in dynamic measurement conditions. The results showed that the PEDOT:PSS/SPCEs maintained their peak potential (Ep) and peak current (Ip) after they were exposed to different flow rates of 10, 20, 30 and 40 ml/min. Furthermore, the effect of the flow rates on the Ep and Ip was investigated. The results showed that flow rates range between 0 to 40 ml/min did not affect the Ep and Ip value of the PEDOT:PSS/SPCEs. Finally, o-phenylenediamine (o-PD) as an ammonium ion-selective membrane (ISM) was electropolymerized to poly(o-phenylenediamine) and deposited simultaneously on top of the PEDOT:PSS/SPCEs solid contact transducer to fabricate AS-NH4+ISEs. The ISM's electropolymerization deposition was obtained by cyclic voltammetry (CV) with potential from 0.0 V to 0.8 V and a scan rate of 50 mV/s. The fabricated AS-NH4+ISEs can detect ammonium ions (NH4+) as low as 5.7×10-5 M with a slope of 58.49 mV/decade (R2 > 0.99) and a linear detection range from 10-3 M to 1 M. These results provide an initial insight into the applicability of the stable PEDOT:PSS/SPCE solid contact transducers for the development of AS-NH4+ISEs with high potential for scaling-up purposes and the ability for miniaturization and integration into a mobile sensor platform.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2022en_US
dc.subject.lcshTransducers -- Design and constructionen_US
dc.subject.lcshBiosensorsen_US
dc.subject.lcshWater quality biological assessmenten_US
dc.titleA stable solid contact transducer and ionophore-free all-solid-state ammonium ion-selective electrode for mobile sensor application in aqueous mediaen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100453913AbdelMohsenBenoudjiten_US
dc.description.identifierThesis : A stable solid contact transducer and ionophore-free all-solid-state ammonium ion-selective electrode for mobile sensor application in aqueous media / by Abdel Mohsen Benoudjiten_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicتم تصنيع قطب كهربائي انتقائي للأيونات كامل الحالة الصلبة ( AS-NH4+ISEs) لجس أيونات الأمونيوم بناءً على بوليمر ناقل و ثابت كمحول صلب (CPs) كمحول طاقة اتصال صلب وغشاء انتقائي للأيونات خالٍ من الأيونات لتطبيقات المجسات المحمولة. البولمر الناقل المستعمل هو (3،4-إيثيلين ديوكسي ثيوفين) بولي (الصوديوم 4-ستايرين سلفونات) ( PEDOT: PSS) حيث تمت بلمرته كهربائيًا وترسيبه على أقطاب كربونية ( SPCEs) ، وأقطاب بلاتينية (SPPEs) ليتم دراسة مورفولوجيته واستقرار أداءه الكهروكيميائي. استقرار الأداء الكهروكيميائي للمحول هو قدرته على الالتصاق الجيد بسطح القطب الكهربي العامل والحفاظ على استقرار دورته الكهروكيميائية لمدة طويلة في محلول مائي. تم دراسة استقرار المحول الصلب في الحالة الثابتة - حالة لا تتحرك فيها الأقطاب الكهربائية، ولا يوجد تدفق للمياه على سطح القطب، والحالة الديناميكية - وهي حالة يتدفق فيها محلول مائي عبر سطح القطب. أظهر قياس الجهد الدوري (CV) في الحالة الثابتة للقطبين الكهربائيين العاملين الكربوني والبلاتيني أن قدرتهما لنقل الإلكترونات قد تحسنت بشكل ملحوظ بعد بلمرة وترسب PEDOT:PSS عليهما. علاوة على ذلك، أظهر قياس الجهد الدوري (CV) أن كلا القطبين يمكن أن يحافظا على السلامة الوظيفية الميكانيكية والكهربائية للقطب لأكثر من 30 يومًا. تشير النتائج إلى أن PEDOT: PSS المبلمر كهربائيًا كان له التصاق جيد بأسطح القطب الكهربائي العامل لـ SPCEs و SPPEs. كما لوحظ هناك تغير طفيف في منحنى استقرار الدورة في محلول PBS درجة الحموضة 7.1 ، بعد 3000 دورة أجريت على مدى 12 ساعة ، مقارنة بالدورة الأولية. علاوة على ذلك، لوحظ تغيير طفيف في منحنى الاستقرار بعد 30 يومًا من خضوعهما لقياس الجهد الدوري (CV) يوميا في محلول PBS ، درجة الحموضة 7.1، مقارنة باليوم الأول لكلا القطبين. أكدت النتائج إلى أن القطبين الكهربائيين PEDOT: PSS / SPCEs و PEDOT: PSS / قد حافظا على استقرارهما بعد قياسات الجهد الدوري (CV) المتكررة في الوسائط المائية. بعد توصيف المحول الصلب المثبت على القطب الكربوني ، تم دمج PEDOT: PSS / SPCEs في غرفة استشعار للتحقيق من اداءه الكهروكيميائى في ظروف القياس الديناميكية. أظهرت النتائج أن PEDOT: PSS / SPCEs حافظ على ذروة فرق الكمون (Ep) وذروة التيار الكهربائي (Ip) بعد تعرضها لمعدلات تدفق مختلفة تبلغ 10 و 20 و 30 و 40 مل / دقيقة. علاوة على ذلك، تم التحقق من تأثير معدلات التدفق على Ep و Ip. أظهرت النتائج أن التدفق الذي يتراوح بين 0 إلى 40 مل / دقيقة لم يؤثر على قيمة Ep و Ip لـ PEDOT: PSS / SPCEs علما ان القياسات اخذت أثناء التدفق لمحلول البوتاسيىوم فيروسيانيد. أخيرًا، تمت بلمرة o-phenylenediamine (o-PD) كغشاء انتقائي لأيون الأمونيوم (ISM) إلى poly(o-phenylenediamine) (PC) وترسيبه في وقت واحد على المحول الصلب PEDOT: PSS / SPCEs لتصنيع AS -NH4+ISEs. تمت البلمرة والترسب الكهربائي لـ ISM عن طريق الجهد الدوري (CV) بنافذة فرق كمون من 0.0 فولت إلى 0.8 فولت ومعدل مسح قدره 50 ملي فولت / ثانية. اظهرت النتائج ان القطب الكهربائي الانتقائي لأيونات الأمونيوم كامل الحالة الصلبة AS-NH4+ISEs المصنع يمكنه تحسس أيونات الأمونيوم (NH4+) بقيمة منخفضة تصل إلى 5.7 × 10-5 مول مع حساسية تصل لـ 58.49 ملي فولت / عقد (R2> 0.99) و مع نطاق كشف خطي من 10-3 مول إلى 1 مول توفر هذه النتائج نظرة أولية حول قابلية تطبيق محول الطاقة الثابت PEDOT: PSS / SPCE ذات الحالة الصلبة لتطوير صناعة AS-NH4+ISEs بإمكانية عالية والقدرة على التصغير والتكامل في منصة مستشعر متنقل.en_US
dc.description.callnumbert TK 7872 T6 A1364S 2022en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2022.en_US
dc.description.physicaldescriptionxix, 282 leaves : color illustrations ; 30 cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100453913AbdelMohsenBenoudjit_24.pdf24 pages file916.44 kBAdobe PDFView/Open
t11100453913AbdelMohsenBenoudjit_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file4.5 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.