Capteurs électrochimiques carbonés pour la détection de micropolluants émergents et prioritaires

Electrochemical sensors for emerging micropollutants detection

¹ ICMN (Interfaces, Confinement, Matériaux et Nanostructures) UMR 7374, CNRS-Université d'Orléans, 1b rue de la Férollerie, CS 40059, 45071 Orléans Cedex 2, France
² DSA Technologies, 595 Rue de la Gourdonnerie, 45400 Semoy, France
Adresse du correspondant : valerie.bertagna@univ-orleans.fr

Résumé

Les activités menées à l'ICMN dans le domaine de la métrologie environnementale portent sur l'élaboration de capteurs électrochimiques basés sur des matériaux carbonés, pour la détection de micropolluants électroactifs en milieux aqueux. La stratégie adoptée dans nos travaux consiste en la mise en œuvre par sérigraphie de l'électrode de travail (SPE Screen Printed Electrode) en utilisant une encre de carbone conductrice. Cette méthode d'élaboration permet d'avoir une bonne reproductibilité des SPE et pourrait facilement être transposable à l'échelle industrielle. Dans ce cadre, nous avons tout d'abord cherché à optimiser les paramètres expérimentaux de la méthode de sérigraphie (treillis, mode de cuisson des encres) avec une encre de carbone commerciale afin d'obtenir des électrodes présentant une bonne électroactivité et une bonne reproductibilité. Les SPE sont contrôlées et validées par voie électrochimique, en utilisant une sonde redox négative. Les électrodes ainsi optimisées seront ensuite utilisées pour la détection de deux composés médicamenteux, le Sulfaméthoxazole et la Carbamazépine, ainsi que celle d'un cation métallique, le plomb Pb(II). On étudiera alors l'impact de l'immersion des électrodes en milieux aqueux sur l'évolution des propriétés électrochimiques des électrodes au cours du temps.

Abstract

ICMN's activities in the field of environmental metrology are focused on the development of electrochemical sensors based on carbon materials, for the detection of electroactive micropollutants in aqueous media. The strategy adopted in our work involves the implementation by screen printing of the working electrode (SPE Screen Printed Electrode) using a conductive carbon ink. This production method allows good reproducibility of the SPE and can be easily applied to the industrial scale. In this context, we first try to optimize the experimental parameters of screen printing method (screen mesh number and pressure during heat treatment) with a commercial carbon ink in order to obtain electrodes with good electroactivity and good reproducibility. SPEs are controlled and checked electrochemically, using a negative redox probe. The electrodes thus optimized will be used for the detection of two medicinal compounds, Sulfamethoxazole and Carbamazepine, as well as the detection of a metal cation, lead Pb (II). We will then study the impact of immersion of the SPEs on the evolution of the electrochemical properties of the electrodes over time.