Identification and Quantification of Aqueous Disinfectants Using an Array of Carbon Nanotube-Based Chemiresistors
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Disinfection of water is essential to prevent the growth of pathogens, but at high levels, it can cause harm to human health. Therefore, accurate monitoring of disinfectant concentrations in water is essential to ensure safe drinking water. The use of multiple disinfectants at different stages in water treatment plants makes it necessary to also identify the type and concentrations of all of the disinfectant species present. Here, we demonstrate an effective approach to identify and quantify multiple disinfectants (using the example of free chlorine and potassium permanganate) in water using single-walled carbon nanotube (SWCNT)-based reagent-free chemiresistive sensing arrays. Facile fabrication of chemiresistive devices makes them a popular choice for the implementation of sensor arrays. Our sensing array consists of functionalized and unfunctionalized (blank) SWCNT sensors to distinguish the disinfectants. The distinct responses from the different sensors at varying concentrations and pH can be fitted to the mathematical model of a Langmuir adsorption isotherm separately for each sensor. Blank and functionalized sensors respond through different mechanisms that result in varying responses that are concentration- and pH-dependent. Chemometric techniques such as principal component analysis (PCA) and partial least-squares-discriminant analysis (PLS-DA) were used to analyze the sensor data. PCA showed an excellent separation of the analytes over five different pHs (5.5, 6.5, 7.5, 8.5, and 9.5). PLS-DA provided excellent separability as well as good predictability with a Q 2 of 94.26% and an R 2 of 95.67% for the five pH regions of the two analytes. This proof-of-concept solid-state chemiresistive sensing array can be developed for specific disinfectants that are commonly used in water treatment plants and can be deployed in water distribution and monitoring facilities. We have demonstrated the applicability of chemiresistive devices in a sensor array format for the first time for aqueous disinfectant monitoring.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».