a new solid-state ph sensor and its application in the construction of all solid-state urea...
TRANSCRIPT
� ��� ��������� � ������ �� ��� � �������� �� ��������������� �� ��� ��������� ���� ���������
�� �� ������� �� �������� �� ������ �� ��������� �� �� ������������ ��� �� �� ������
� ������� �� ������� ������� ����� ���������� ����������� ������ ������ �������� !������"����"���� ��������� #�$�����%� &������� ����� '"(" '��%� )��*��+� �����
&�������� ,���!�� -.� -///
0���� �������� ����!�� -� -///
��������
1 ��+ ��������� �� ������ �� ��������� ����% ������ ����23��������$�� ��������4 ����!��� ���� � 5 ���* ��������" #�� ��+ ������ ����������� �����+��% +� �������� ����������� -4 �� ������ ����23��������$�� ��������4 ��������� �� ��������� ��� ��!��6��� �����%�� � � 5 ���* ��������� 74 �� ������ ������ �� ����������� ��� �������8�� ����2����� ��������4 ���$ �!����" �� !�� ����� �������� ���9�� �������� �� �������� � �� ��� � �������!�� ����� :������� !������� �� �!������" #�� ������ �������� �� �� �� ��������� �� �������!���� ��� �������" #�� ������ ����� �������� �� ��!��6����� ���� � ������� �� ��� ��������� ���� ������" #�� ����������� �� ��� ��+ ���� ������ �������� �� �����+��% +� �;�� ����� �4 7< �) �� ������ ������� 2=< % >)4 �� ����+�� � ����!��������%� � = � ���� ������ ���� 23��������$�� ��������4 ���9�� ��������� !4 �� ��%�������� ���9�� ����%�� ����� �� ����+�� � ������� �� ������ �����!�� ������ ���9�� ��������" #�� ��+ ��������� ���� ������ �������� �$������ ���������!���� �� �� ���������� ��� �� ��!�� ��� 3 ���� +��� ����� � = � ����� ��� ��������" #�� ������ �������� �� �� ��������� ���� ������ ��� ������!����� ��� �� ���� �������� ��� �������"
�������� ,�������� �� ������� ���� !��������� 5���23��������$�� ��������4
�� �����������
,����� �� ��������% ������� ���� �������� ���������%������ !������ �� ���� ������� �����!������ �� ���������% ���+ �������%� �� �������� ������� ?-@-7A" B�� �� �� �;������������� �� ���� ��������% ������� �� ���� ��� ������%���% ��������� ������������ ��������� ?7@-7A" C� ���������������� ������������ ��������� ��� D� ��� !���� �� � !������9� �� ������������������!�8��� ��� ������ ������� ������������������8�� 5� ���$ �!����" #�� �����!���� �� ����������% ������ ����� �� �� ������ ����%� +�� �� ��������%� ��!�� ������� ���������� ������ ��������% ������������������ +���� �� ���!��� � �� ��!���� �� �� ��������������� ��������!�� ������ +���� �� ������ ��������� ����������� !� %��� ������������ �� �� 9� !���� �� �����%��������% ��������" #�� �������� �� �� ���������� +�� !���� �������% � ����%��� ���*�%� �� �� ������ �������� 2������������ ���+� ����4"#�� ��������������8���� �� �������� ?-3@-�A ��� ��
���������� ���������� ����23�������������4 E5'#F ����������� ��� ������ ?-�@-GA" )��%�� ����%� ����� 3���!������� +��� ����� � !� ���� ��� ������!�� ��� ������������ ���������� ��� �$����� ����$��� ������� ������� ��!������ %��� �$�� ���;�%���� ���%� ��� ��������������������!���� �� ����23���*�� ��������4 ?-.A" B�� �� �� ���������% ������� ����23���$�� ��������4� ��� �������� ����������� ��� ��������% ������ ��� !� ������ �������8�� ���������� ?-H� -/A" 1���������� �� ������ �� ����!�� �� ��������������� �"�"� ��������� ��� ��� �������% �� �� ������ �����!�� ��!���� �� ������ �����!��" #�� ������ �������� �������%���� ��� !��� ������*�� � ���� �� ���������� !��������� ��� ��������% ������ ����!��� ���� � 5 ���* ��������"#�� ������ �� ��� ����� +���� �� �������8�� 5� ���$�!���� �� ���� ������� ���� �� 5 ���* �������� ����%������ ������� �� ���������" ��� ���9%������� �� �������� ���9�� �������� ���+ ���� ��������� � ��" #�������� ���9�� �������� �� ��� ���� � ������� � ���������
���� ������ ����% ������ ����+����� +���� �� ������ ��� ����%�������� ���9�� ����%�� %���� �� ������!�� ������� ?7<@77A"#�� �������� �� ��� ��+ ��������� ���� ������ ��� �� ����������� �� �������"
� !" ���#�����
��� $��������
3�������������� 21 & %����4� 5� ��� 3�����������������$� ������ +��� �!����� ��� 1������ ������ �"� 7�23�=����$��������$��4����������$� ������ +�� �!����� �������� ������ #�������%���� ���"� 5������ ������� ��� ����������� ������� 51� �,1" #���������!���� +�� �!����� ��� I�'���*� ������ )�" #�� ��������� +��� ��� �� -"<' #����� � !����� �� ."< ����% � ���!�� ;������ ������ ����������������% ������� D � �� �� ����� ;������ ��� -"<' #����� � !����� �� ."< �� �� ���� ;������" 1�� �� �������� +����������� �� ���!�� �������� ������8�� +���"
� � ��������� �� %���&'�������"�� ���� ����(
#�� ������� �������� �� ����23���$�� ��������4 +�� ��������� �� ������!�� �� �� ������� ��!������� ?-.A" 3� ������$����������� ����� +�� �������� !� � ���*��������8��������� !�+��� �������$���%����� �������� ��� 3�!������������ �� ��� ������ ���� ?-HA" 1��� ����9������ ����23��������$�� ��������4 +�� ��� !� ������� �� �� �����+�� 0� �3 �� ��� ���������" 1��� 7= � �� ������� � ������������ �� ������� +�� ���������� !� ������ �����+��!� ����9����� +�� � �$��� �� ������ ��� ������" #�������� +�� ���������8�� !� � �� ��� , ��������� :'& �� � �3 ��� �����, ������������ ������%���� �� ������� �������� ?-.A"
�-.
I������������� )))� -7� :�" . � C�)IJ�� � �����% (!�� ��G/=G/ C������� 7<<< -<=<�<3/.><<><.<=�<�-. K-."�<�"�<�<
�'� %�� ������� �� %���#�� $��*� !�������
#�� ������ ���9�� ��������� +��� ��� �����+��% +���������� �� �����������% �� ������ +���� �� �������8��5� �!���� ��� !� �����% �� ������ ��� �� ������� ������ 23��������$�� ��������4 �� ��� ���������" #�� ������� ���� 5� �����% �!���� +�� ��� �� ����� #�0 �� ������������ 5� 9�� ��+��� 2�G%4� ����2��$�� ��������42-%4� ��!��� ������� 2<"-7)4� ��������� !���� 2<".�%4�#�0 2-"3)4" 1��� ������ ���������� �� �� �!����������� .<�) �� �� ������� +�� ����� � �� �������� ���� ���� �������� �� ������!�� ������� ?7<A" #�� ������ 2#�04 +������+�� � �������� ���+�� ���� � 7<�� ������ � ��� ��������� 27� � 4" B� ������ ���������� �� �� ������ ���������� ���� ����� �� �� ������% �!���� ������� ��� ������� �� 5 ���* ��������" #�� �������% �������� +������������ ��� -7 � �� <"<-: � �" #�� ����23��������$����������4 ���9�� �������� +�� ���� ��� !� �����% .< �) ���� ������ ������� �� ��� ��������� ��� �� �������� ���� ���� �������� !��� ?7<A" #�� ��������� +�� ����+�� � ��������� ������%�" #�� �������% ������ ���9�� �������� +������������ ��� -7 � �� <"<-: � � �������"
�+� %�� ������� �� ��� ���� ������
#�� ��� ��������� ���� ������ +�� ��� �� �����+�� #�������� ������� 27<�)4 �� -' #����� � !����� �� ."<2=<%�)4� �����9� ������ -<<< �����%� +�� ����� ���� �������� ���9�� �������� ��� ����+�� � !� �����!�� ��� -7 �� = � " B� �� ��$ ��� �� ��%�������� ���9�� ����%�� ������������ �� 3����������������$� ������ 2.<�)4� 7�23�=����$��������$��4����������$� ������ 27< �)4� <"-: � �2� �)4� �������� +��� 2.<< �)4� ��� ����������� %�����27%�) 2'��"C" ��" G<<<4 +�� ��� ����!��� ���� �������!�� ������ ����� �� �� ������ ���9�� �������� ��� ��%������ +�� �����+�� ��� 7= � � ��� �� ��%�������� ���9������%�� %���� ����� ���� �� ��8�� ���9�� ������ �����" #������%�� %���� ������� ������ �������� +�� ��� ����!��� ��-' #����� ) !����� �� ."< ��� G@-7 � �� ����� � ����� ��+��� ����!�� ����������� %����� �� �� �� ��%�������� ���9������%�� ����� � ������� �� ������ ������ �� ������ � ������� �� ��8���� �������"
�,� %�������#����� $������#����
#�� ���������� ��������� �� �� ���������� ����������!��� +��� ������� �� �� -' #����� � !������ �� ."<� �������% � ���!�� ;������ ������ �������� +�� �� ���� ����!���
������ ���������D � 2��"4�-' #����� � �� ."<��� �������������� ���9�� ��������
#�� �������������8�� ������ �%���� +�� ���!�� ;��������������� �������� +�� ������ �� �� ������ ������������� ����+�� � +��*��% ����� �� -�)" #�� �������� ������� +��������� +�� � D������ 7<<< ������ �������� � � 5 "1 �� ��������� ���������� ��������� ������% ������������� �� � � �� � !��� �� ���� +��� ��;���� ��� �� ���� ��� ����+ ��������� ������� +�� ��������" #�� ��������� +������ +�� �� ������ ���9�� �������� +�� ��� +���� ������������% �!����"
'� -������ �� .���������
'��� %����� ������/ ����0��� �� %��� &'�������"��
���� ����(
#�� ������� �� ����23��������$�� ��������4 ��� !��� ����������� �� ������!�� ������� ?-.� -HA" #�� ������ �������������� �� �� ����23��������$�� ��������4 ��� �������� ������������ ��������% <"-' ���!�������� ������������� ���+� �� 0�%��� - #�� �����%�� ���+� �������!��!������� �� �� ������"C� 9�� ������ �� ����� ��������� �� ����23��������$��
��������4" ��� �� ���������� �� ������ ����������� +����5� �� ���� �� ������ ���9�� ��������� +��� ���� ��� �������" #�� ���������� !������� �� ������ ���9�� ��������� +�� �������� !���� �� �� �������� �� �� ���� ������������� �� �� ������������� ���� �������� �� �� ���������9�� �������� �� +��*��% �������� ��� 1%�1% � �� ���������� ��������" C� 9�� ������� �� �� ������% !������� �� ������23��������$�� ��������4 ����������� 5� ���$ ��!����" 1 ������ ���������� �������� �� ��� ������ ������ ������ ����������� +���� �������8�� 5� ���$�!���� �� ���+� �� 0�%��� 7" #�� �������� +�� �������������+�� !� �����% ���������% ������������ �� ���� ��� ��������������� ����" #�� �������� �� �� ������ �� ���� ��������� � �� �� ����������� ������������ ��������" #�� ����� 0�%��� 7 ���+� �� ����!����� ��� �� ��+ �� ������" #������� �� ����� � !� /3�������� +���� ���+� ������:�������!������� �� �� ������" #�� ������� ��� ������:������� !���������� �� ����� �� ���������� �������� �� ���� ����� �������%����"� �� ��� �6����� ������ � ���� �� �� ������% �� ��
����23��������$�� ��������4 ���9�� �������� +���� !���%����������� +���� �� 5� ���$ �!����" 0�%��� 3 ���+��� ������ ���������� �������� �� �� ������ ��� ��� ������ ������ ���9�� ��������" ,����� ������ +�� ���������!��� �������� �� ��� �!������ �� ������� � �� �������������� �� 0�%��� 7" ��+����� �� ���������% ���� ������������� �������� ����� � ����� ����� �����+�� !� � �������� ������������ �������� +��� ���� �� ������ ���9�� ��������� �� ���� ��� �� ������%" #�� 5� ����������� ���������� �� ���+ ��� !�������" #�� �������� �� ������������������ +��� ���� �� ������ ���9�� �������� �� ���� �����!�!�� ��� � �����% �� ������ +���� �� ������ ���������"
0�%" -" ����� �����%�� �� ����23��������$�� ��������4 �� ����������� ��������% <"-' ���!�������� ���������� � 7� � "
�-H �� �� ������ �� ���
I������������� )))� -7� :�" .
#�� ������ ���+� �� 0�%��� 3 ���+ �� ������% �� �� ���������9�� �������� � ������ ��+����� � �� �6����� ������ ���������� �� ������% !������� �� �� ������� �� !���" #������ - � 0�%��� 3 ���+� �� ������ �������� �� �� �����23��������$�� ��������4 ���9�� �������� �� �� ������� �����������% ������������ �� !���" #���� ��� 2���� - � 0�%" 34
������� ������� �� �� ��+ ������ �� �6����� ���������� � !������ ���� �� �!������ +�� � ����������� �� ��������" 1����������� � �� ���� �6����� ������ � ���� �� !������� �� ��������% �����+�� !� ��!��6��� ������� �� ���� ��� !���" #������ 7 � 0�%��� 3 ���+� �� ������ �������� �� �� ������� ������ ��� ��!��6����� �����+�� !� �� ������� �� !���" #������� 2���� 7 � 0�%" 34 ������� ��%%�� �� ������ !������� ������23��������$�� ��������4 ���9�� �������� �� ������� �� ����������� �� ������" #�� ����������� �� !��� +�� ���������� %����� ��� �� ���� ����������� ����� � �� ���� ������� �� ������% !������� �� ��� ��+ �� ������ 2���� 7 �0�%" 34"� �� �6����� ��%��9��� � ���� �� �������!�� !������� �� ���
��+ �� ������ ��� �� ��!��6��� �������� �� �� !��� ����������� ���� ���� ��������" #�� �� �������!�� !������������� � �� �� ������% �� �� ������ ���9�� �������� �� ����!��6��� ������� �� ���� ��� !���" #�� ������ �������� ������ 7 � 0�%��� 3 ������� ���+ �� �� ��+ ������ ���9���������� �� �������� � ���� ��� !���" ��+����� �� �������� ���� !��� ���� �� ���� ������ ��� �� �������� ����� �� �����+ �� ������" #�� !��� ���� �������� �� ������ ���� ���� ���������� �� �������� �� 0�%��� 3� ���� - � 0�%��� 3 ������� 7 � 0�%��� 3 ��� 3=H� 33= ��� =<<�� �����������" #��!��� ���� �������� +��� �������� ;�� ���� ���� ��!��6����������� ���� +�����% �� �� ������ +�� �������� +��� 7@3 ���" #�� !��� ���� �������� �������� �� 0�%��� 3 ��� �� ����- � 0�%��� 3 23=H���� 33=�4 ��� ��������� ������ ��+������� !��� ���� ������� �������� �� ���� 7 � 0�%��� 3 �� ���%����������� 2=<<�4" #�� ��������� �� !��� ���� �������� �������� ��� � ������ �� ��+����� ����������� +���� ��������% ����" 1 ������ +��� �� �� ������ ���9�� ������������ ���� �������� +���� �� �6��� � ���� �� ���� ����!������ �� �������� �� �������� +��� ��� ���+� ��� ���������� !��� ���� ��������"
0�%" 7" #������ ���������� �������� �� ����23��������$�� ��������4����������� ��� �������8�� 5� ���$ �!���� �� -' #����� �!����� �� ."< � 7� � " #�� ���� ���+� �� ����!����� ��� �� �� �������� ��� ����% � ������ ����������� 5� ���$ �!����"
0�%" 3" #������ ���������� �������� �� ����23��������$�� ��������4 ���9�� �������� �� -' #����� � !����� �� ."< � 7� � �� �� ��������� ���������% ������������ �� ����" #�� ���� - ���+� �� ������ ���������� �������� �� ����23��������$�� ��������4 ���9�� �������� �� ��������� �� ���������% ������������ �� !��� �� -' #����� � !����� �� ."< � 7� � " C������ ���� 7 ���+� �� ������ ���������� �������� ������23��������$�� ��������4 ���9�� �������� �� �� ��!��6��� ������� �� ���� ��� !���� ������������ ��� �� ��� ����"
,�����,�� ���� ��������� �-/
I������������� )))� -7� :�" .
'� � %�������#����� -�� ���� �� ���� ������
#�� ��������� ���� ������ �� ��������� ����% ���� ����23��������$�� ��������4 ���9�� 5 ���* �������� �����+�� !���!���8���� �� ������ +�� �� ��%�������� ���9�� ����%��%���� ���� �� ������ ���9�� ��������" C� ���� ���� � ��� ������� ����������� +���� �� �������8�� 5� ���$ ��!����� ��+����� +��� �� 5� ����� �� �����+�� !� ��8�� ����� ��%�������� ���9�� ����%�� %���� ������ �� 5� ����� �����%�� +���� ��!��6����� ����� � � ���� �������� �� �� ����!��������" 1�������%��� �� ���� ������ �� ��������� ��� ������ ������ ����� 5 ���* �������� +�� ���� ��� ���� ������%"1 ������ �������� �� ��� ��+ ��������� ���� !�������� �� ���+��� 0�%��� = �� �� ������� �� ���������% ������������ �� ����"#��� ������ ���+� ��� !��� �������� � ���� �� ������� ��� ��8�� ����������� ������ !���� ������" #�� �������� ���� ��������� ���%� � �< � +���� �� ����� ��� � �� �������������� �������� � ������������%�� %���� ��������" #�� �����!����� ��� ��� ���� �������� �� ���+� �� �� ���� � 0�%��� ="#�� ��+�� ������� ��� �� =<�' +�� �� ����� ������������ +���� �� ��������� ��� � �� ��������� ������������� ������ �� ����������� ������ ��� ������ ��������"
'�'� �������� �� ���� �� $��1 ��# ���
#���� �� � %��� ���!�� �� ����� �� ���������� �� ��* !� �����������" 1���������� � ��� ���� !��� ����� �� �� ���������� �� ��*� ���������� ����� �� ������ � *��+ ��� ���!�� ��*����� ��� ���� ����� �� ���� ��* ��� ���� !��� ������� ���� ���� ���� %��+� �� ���%� ���� ���� ���� ���������� �� �����" C����� � ��* ����� ���� �����% *��+� ����� �� ���� ��� ����* ��� �� ������ +��� ����� �� ���������� � �� ������������ ����� � �� ������" #�� ���� ��%������� �� ��* ���� �������� �� �� ���� ������% ��� �� �������� �� ����� ��������� ���� 7< ��� � ���"
'�+� ������������ ���# 2���� $���� ����
#�� ��+ ���� ������ �� ���� ��� �� ����������� ��� :���D� ��� ��� ����" #�� ������ ���+ �� ���� ���� �� ���������� �� �� ������ �� ���� �������� +���� �� ��� �� �� �;��
���!��� +���� ����% � ������� �� :�=� ��� ������ �� ��
���������� �� � ���� !��������"
'�,� -� ����������� �� ��� ���� ������
#�� ��+ ���� ������ �� ���� ��� ���������!����" 0�� ������������� �� ��� ����������� �� ���� �� ���� � �������� ���������� �������� ���� ��� � ��� ��� ��!��6�����%� ����" #���� �� -<<L ���������!���� ���� �� �� ����%� ���� ������ � 7� � " #���� ������ ��������� ���� �� ����������� ���� ������ �� �������� ������"
+� �����������
C� ����� � ����� ��������� �� ������ !���� �� �� ����������� �� ����23��������$�� ��������4" #�� ������ ���+��������!�� �� ������%" #�� ��+ �� ������ �� ���� � ������� ����� !�������� ����% ������ ����+����� +���� �� ������ ����� ��%�������� ���9�� ����%�� %���� ������" #�� ��+ ���� �������� ��%��� ��!�� �� ������� � ���� ������� ���� ������� ���������� ������"
,� ��1�����/�#����
#�� ������ ��� ���*��� � �"(" " :�+ ����� ��� 9����������������" #�� ������ ��� ���*��� � �� ������� ��� ������������������ ��� �� ��!��6��� !��� ���������� �� �� �������������� ������%����"
3� -���������
?-A 5" " 5������ &" 5��*���� �� ������������ ���� �445� !"� ///"?7A 5" " 5������ &" 5��*���� ����� #��$����� �445� !%� G-"?3A 5" " 5������ &" 5��*���� �� ������������ ���� �445� !"� =3<-"?=A 5" " 5������ &" 5��*���� (" ,��%�� �� #���� ����� ���� �444� �� �����"?�A #" '��� ," D��!�� '" J����� #" B��*�� ," J�������
����� #��$����� �44,� &'!('"� .7="?GA #" B��*�� #" 0�*���� �" D���%�+�� #" '��� ," J������� �����
#��$����� �44'� & )( !� 7<�"
0�%" =" #������ �������� �� ��+ ��������� ���� ������ �� �� ������� �� ������% ������������ �� ���� �� -' #����� � !����� �� ."< � 7� � " #������ ���+� �� ����!����� ��� ��� ���� ��������"
�7< �� �� ������ �� ���
I������������� )))� -7� :�" .
?.A )" ������� 1"'" ,����� '"5" ,������� '" #������� �����*��� +,����- �453� %.� .-"
?HA 1" ���%��� M" (��� 1" )�+������ 1" ����*�� �" ������� #��������� �44 � %!� 7=/G"
?/A N" ��!��*�� '" '� �����*� 1"� )�+������ 1" ����*�� #�������44+� /� -/H�"
?-<A N" ��!��*�� 1"� )�+������ 1" ����*�� 0������ �44'� !1� -=3."?--A N" ��!��*�� '" '� �����*� 1" ����*�� 1" )�+������ #���� �����
�44,� %2� 3H-/"?-7A �"5" :�*���*��� I"1" '������� *��� ������� ��������� ���" �44,� 2�
3"?-3A (" #��������� 0" (������� �� ������������ ����" �45 � )"� -.3"?-=A '" ,��� ," #���*�� D" D�������� �� ����� ���� ����� ����$��
�45,� .-3"
?-�A " 1�!�88���� '" '����%������ ������������ #��� �44)� )"� 7�-"?-GA 1":" ��+������ J" ������� J" D���%�� D" J������� �������3
����� #��� �443� ! � -//3"?-.A :" ,�������� (" C�%���� �������� �443� ) � -H/-"?-HA C"1" (������ :"," ,�������� �" I�*������ (" C��%��� ,��3
������ ����" �44 � /)� --/�"?-/A D" #���� ," D����� �" :�*�;��� '" D����� 0�����������
�45 � ).� 33=."?7<A 5" " 5������ ," ��������� �" " 5���*� ��������������� �444� �
�/"?7-A 5" " 5������ ," ��������� �" " 5���*� ��� #�+���� �" #�������
��������������� �444� � -7�-"?77A 5" " 5������ ," ��������� �" " 5���*� ����� #��$����� �444� %1�
H3"
,�����,�� ���� ��������� �7-
I������������� )))� -7� :�" .