Preliminary studies of PVC membranes based on 1–furoyl–3–phenylthiourea by impedance spectroscopy

O. Arias de Fuentesª, C. Jimenez^b and A. Bratov^b

ª Instituto de Materiales y Reactivos–Universidad de la Habana, Zapata y G, Vedado, 10400, C. Habana, Cuba e–mail: oarias@fisica.uh.cu

^b Instituto de microelectrónica de Barcelona (IMB–CNM) CSIC, Campus UAB, 08193 Bellaterra, Spain e–mail: Cecilia.Jimenez@cnm.es , Andrey.Bratov@cnm.es

Recibido el 27 de octubre de 2004
Aceptado el 19 de mayo de 2005

Abstract

The results obtained from characterization studies of sensor membranes by impedance spectroscopy are presented in this work. The PVC membrane used contained tris(2–ethylhexyl)phosphate as a plasticizer and 1–furoyl–3–phenylthiourea as an ionophore for lead ions. To perform this study, a special cell was designed by the authors. This made it possible to study the behavior of the electrical membrane characteristics with the lead concentrations in the solution. In all cases, the shape of the impedance spectra obtained showed a clear semicircle at high frequencies. This semicircle is associated with the bulk properties of the membranes. It was not possible to resolve another semicircle corresponding to the charge transfer at the interface. For this reason our study focussed on the bulk membrane electric characteristics. Both the dependence of the membrane resistance on the solution lead ion concentration and its behavior in time are reported.

Keywords: Impedance spectroscopy; PVC membrane; chemical sensors.

Resumen

En este trabajo, se presentan los resultados obtenidos del estudio de caracterización de una membrana sensora por espectroscopía de impedancias. Esta membrana se desarrolló utilizando PVC como polímero, tris(2–etilhexil) fosfato como plastificante y 1–furoil–3–feniltiourea como elemento de reconocimiento de iones plomo. Para realizar este estudio, una celda especial fue diseñada por los autores. Esto permitió el estudio del comportamiento eléctrico de la membrana para soluciones con distinta concentración de plomo. En todos los casos, en el plano de impedancias sólo fue observado un semicírculo bien definido a las altas frecuencias. Este semicírculo está asociado con las propiedades del volumen de la membrana. No fue posible resolver el otro semicírculo correspondiente a los procesos de transferencia de carga en la interfase membrana–solución. Por esta razón, sólo pudo realizarse la caracterización eléctrica del volumen de la membrana. Se reporta el comportamiento de la resistencia de la membrana con la concentración de iones plomos en la solución y el comportamiento de este mismo parámetro en el tiempo.

Descriptores: Espectroscopia de impedancias; membranas de PVC; sensores químicos.

PACS: 82.45.Rr; 82.45.Wx; 82.47.Rs; 82.80.Fk

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Acknowledgements

Dr. Carlos Domínguez and Iberoamerican Network IX.I "Technologies for the development of Sensors and Microsystems (TESEO)" belonging to the CYTED Program, are gratefully acknowledged for their help in carrying out this work. O. Arias de Fuentes thanks the University of Havana for financial support in framework of the Alma Mater Project "Development, study and characterization of Ion–Selective Electrodes and Microsensors based on thioureas".

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