Detonation Nanodiamonds as a New Tool for Phenol Detection in Aqueous Medium

Abstract

This paper demonstrates the effectiveness of using detonation nanodiamonds (DNDs) for detecting phenol in aqueous medium. The study has shown that the catalytic effect of DNDs in the oxidative azo coupling reaction (phenol-4-aminoantipyrine-hydrogen peroxide) is produced by trace amounts of iron and copper ions adsorbed on the surface of nanoparticles. The effectiveness of DNDs as a catalyst is determined by the amounts of these adsorbates and can be enhanced by a factor of two by additional adsorption of these ions onto the nanoparticles. A rise in the temperature of the DND-catalyzed azo coupling reaction leads to a considerable (4.5-fold) increase in the reaction product yield. DNDs used to detect phenol in aqueous medium enable a linear increase in the yield of the product of the azo coupling reaction at concentrations of the analyte of between 0.05 and 10 μg/ml. The study demonstrates that DNDs can be reused to detect phenol in water samples.

Applications of detonation nanodiamonds in the design of sensor composites and biosensors

“…DNDs in the composite catalyze the co-oxidation reaction of phenol with 4-aminoantipyrine (4-AAP) in the presence of hydrogen peroxide to form a colored product. The catalytic effect of DNDs is realized due to the presence of copper and iron impurities on their surface [5]. The proposed composite ensures an easy-to-perform colorimetric analysis for qualitative and quantitative determination of phenol in aqueous samples with linear response over a wide range of concentrations (0.5 -106 μM).…”

Fabrication of a composite based on aluminum oxide nanofibers and nanodiamonds to construct phenol detection systems

“…Исходя из этого, можно предполагать, что в композите каталитические центры на поверхности МНА доступны для взаимодействия с компонентами реакции азосочетания. Ранее мы показали, что ката- литический эффект МНА в данной реакции обеспечивается микропримесями ионов железа и меди на поверхности наночастиц [10]. Представленные данные (рис.…”

“…Химически полиморфная поверхность МНА (наличие широкого спектра химически активных групп и микропримесей металлов [8]) и возможности её химической модификации позволяют использовать данные наночастицы в создании аналитических систем биомедицинского назначения. Продемонстрирована применимость МНА в качестве катализатора и но-сителя биомаркеров (ферменты) при конструировании многоразовых индикаторных и диагностических тест-систем для медицинской и экологической аналитики [9,10]. В частности, в исследованиях in vitro показана эффективность использования МНА для многократного выявления фенола в водных образцах [10].…”

“…Продемонстрирована применимость МНА в качестве катализатора и но-сителя биомаркеров (ферменты) при конструировании многоразовых индикаторных и диагностических тест-систем для медицинской и экологической аналитики [9,10]. В частности, в исследованиях in vitro показана эффективность использования МНА для многократного выявления фенола в водных образцах [10].…”