پایان نامه با کلید واژه های تهیه، واکنشگر، بررسی، تثبیت

جذب توسط یون‌های کمپلکس در مولکول‌های معدنی جاذب، مشابه ترکیبات آلی است ولی در مورد این ترکیبات ماکزیمم جذب پهن و ساختار ظریف اندک است. با چند استثناء یون‌ها و کمپلکس‌های 18 عنصر در سری عناصر واسطه در حداقل یکی از چند حالت اکسایش خود رنگی هستند. جذب تابش مرئی توسط این گونه‌ها شامل انتقالات الکترو‌ن‌ها بین اوربیتال‌های d پر شده و پر نشده‌ای است که بر اثر لیگاند پیوند شده به یون‌های فلزی، از نظر انرژی با یکدیگر تفاوت دارند.
اختلاف انرژی بین اوربیتال‌های d (موقعیت پیک جذب مربوط) به حالت اکسایش عنصر، موقعیت آن در جدول تناوبی و نوع لیگاند پیوند شده با یون آن بستگی دارد. جذب انتقال بار، نوع دیگری جذب در این ناحیه است که برای مقاصد تجزیه‌ای مهم است، زیرا ضریب جذب مولی بسیار بزرگ است موقعیتی که به حساسیت زیاد منجر می‌شود. کمپلکس انتقال بار نیز متشکل از یک گروه الکترون دهنده پیوند شده به یک گروه الکترون گیرنده است. هنگامی که این محصول تابش را جذب کند، یک الکترون از گروه دهنده به اوربیتالی منتقل می‌شود که عمدتاً مربوط به گروه گیرنده است. بنابراین حالت برانگیخته محصول یک نوع فرآیند اکسایش- کاهش درونی می‌باشد. این رفتار با رفتار یک رنگ ساز آلی تفاوت دارد. از علل کاربرد فراوان تکنیک اسپکتروفتومتری UV- Visibleمی‌توان به دامنه کاربرد وسیع، حساسیت بالا، گزینش پذیری متوسط تا زیاد، صحت خوب و آسانی اشاره کرد. 3-2- تکنیک اسپکتروفتومتری
3-2-1- مواد و دستگاه‌های مورد نیاز
مواد شیمیایی استفاده شده در انجام این پروژه ، همگی محصولاتی از شرکتهای مرک102 و فلوکا103 بوده که دارای خلوص بالای مورد نیاز برای انجام کارهای تجزیه ای بودند. غشاهای پلیمری تری استات سلولز، همگی از فیلم های عکاسی سیاه و سفید تهیه شدند. لازم به ذکر است کلیه محلولهای آبی مورد نیاز در این پروژه با استفاده از آب دوبار تقطیر تهیه شدند.
دستگاه اسپکتروفتومتر (Agilent HP8543) مجهز به سل کوارتز به طول سه سانتیمتر و برنامه(Agilent Technology) Chemstation جهت ثبت طیف های جذبی استفاده شده است. از دستگاه pHمتر Metrohm (M-12) جهت اندازه گیری pH استفاده شد که با دو بافر استاندارد 4 و 7 کالیبره شده بود. 3-2-1-1- تهیه محلول‌ها و استانداردها
شمایی از ساختار واکنشگر مورد استفاده ( گالوسیانین )104 در شکل (3-1) نشان داده شده است. شکل 3-1- شمایی از شکل ساختاری گالوسیانین تهیه محلولهای استاندارد سرب و جیوه : محلول استاندارد مادر ppm 1000 سرب و جیوه از نمکهای جامد Pb (Cl) 2و Hg (Cl)2 در بالن حجمی100 میلیلیتری با آب دوبار تقطیر تهیه شد. سایر محلولهای استاندارد در طول کار و با استفاده از رقیق کردن مقادیر مورد نیاز از محلول مادر، تهیه شدند.
در شکل زیر طیف مربوط به کمپلکس های سرب و جیوه با واکنشگر گالوسیانین را مشاهده می کنید. شکل 3-2- طیف های مربوط به کمپلکس های سرب و جیوه با گالوسیانین
تهیه محلول واکنشگر: محلول مذکور را به صورت روزانه و با انحلال مقدار 01/0 گرم از واکنشگر گالوسیانین در 5 میلی لیتر از محلول اتیلن دی آمین تهیه شد. محلول بافر یونیورسال: بافر یونیورسال که مخلوط سه اسید می باشد (اسید استیک، اسید فسفریک، اسید بوریک) تهیه شده است و جهت تنظیم pH مورد نیاز، هیدروکسید سدیم و اسید کلریدریک نیز مورد استفاده قرار گرفت. 3-2-1-2- نرم‌افزارهای مورد استفاده
نرم افزارهای مورد استفاده MATLAB 6.5و EXCEL 2010می‌باشد. هم‌چنین دو نرم افزار کمومتریکس برای آنالیزهای داده ها از قبیل کم‌ترین مربعات جزئی PLS و تصحیح سیگنال عمودی OSC مورد استفاده قرار گرفتند.
بحث و نتایج
فصل چهارم
4-1- بهینه سازی پارامترهای مؤثر در اندازهگیری همزمان سرب و جیوه
پارامترهای مؤثر در این پروژه برای اندازهگیری همزمان سرب و جیوه توسط حسگر نوری ساخته شده، در دو دسته کلی بررسی و بهینهسازی شدند، در قسمت اول پارامترهای مربوط به ساخت حسگر و در قسمت دوم پارامترهای مؤثر بر عملکرد حسگر بررسی شد، همچنین روش بهینهسازی به کارگرفته شده در اینجا روش تکعاملی105 میباشد که در آن تمام پارامترها ثابت در نظر گرفته شده و فقط پارامتر موردنظر تغییر داده شد.
به منظور آماده سازی غشاهای حسگر ساخته شده، دو مرحله اصلی انجام شد، این مراحل عبارتند از:
الف) شستن و حذف لایه ژلاتینی از سطح فیلم با استفاده از هیپوکلریت سدیم
ب) انجام فرایند تثبیت با قرار دادن فیلم فعال شده در محلول واکنشگر 4-1-1- بررسی اثر غلظت واکنشگر بر روی فرایند تثبیت
از آنجائیکه با افزایش غلظت واکنشگر میزان جذب هم بر روی فیلم افزایش مییابد، اثر این پارامتر در تثبیت بهینه شد. به منظور بهینه کردن غلظت واکنشگر، پنج فیلم پلیمری استات سلولز به ابعاد 9×30 میلی متر به مدت 24 ساعت در محلول هیپوکلریت سدیم قرار گرفت تا لایه ژلاتینی روی سطح آنها حذف شود، سپس فیلم های مذکور با استفاده از آب دوبار تقطیر کاملا شسته شد، سپس فیلم های مذکور ، هرکـدام جداگانه در محلول های 003/0 ،0045/0 ،006/0،0075/0و01/0 مولار از واکنشگربه مدت 10 دقیقه قرار گرفتند ، پس از گذشت زمان مذکور، غشاهای تهیه شده توسط آب دوبار تقطیر شسته شده و در معرض هوا خشک شدند، در نهایت جذب آنها در طول موج580 نانومتر اندازه گیری شد. نتا یج حاصل از بررسی اثر این پارامتر در شکل(4-1) نمایش داده شده است.
همانگونه که دادههای بدست آمده نشان می دهند، با افزایش غلظت واکنشگر، میزان جذب نور توسط غشاء تهیه شده افزایش می یابد و از غلظت 3-10 ×0/6 مولار به بعد، شدت تغییرات جذب کم می شود، لذا در ادامه کار برای تهیه غشاها از غلظت3-10 ×0/6 مولار به عنوان غلظت بهینه استفاده شد.
اگر از محلول اشباع لیگاند استفاده شود، انباشتگی لیگاند بر روی غشا باعث نشت106 لیگاند به محلول نمونه هنگام اندازهگیری میشود و انجام آزمایش بدین طریق با خطای زیادی همراه خواهد بود. شکل 4-1- اثر غلظت لیگاند بر میزان تثبیت بر روی فیلم های تری استات سلولز
4-1-2- بررسی اثر زمان تثبیت
منظور از زمان تثبیت، مدت زمانی است که غشاء فعال شده در معرض واکنشگر قرار می گیرد و در طول آن زمان، واکنش تثبیت بر روی سطح فیلم انجام می شود. مسلما با افزایش زمان تثبیت، مقدار بیشتری از واکنشگر بر روی سطح فیلم تثبیت می شود و در نتیجه جذب نور توسط غشا تهیه شده، افزایش می یابد. اما نکته مهم این است که غلظت مؤثر واکنشگر در فاز جامد در چه حدی باشد تا عمل حسگری با بیشترین بازدهی صورت گیرد. بر این اساس هدف نهایی نشاندن مقداری از واکنشگر بر روی سطح فیلم می باشد که میزان کمپلکس تشکیل شده با یونهای سرب و جیوه را بررسی کنیم. به منظور بررسی اثر زمان تثبیت، غشاهای لازم مطابق با روشی که در قسمت قبل شرح داده شد تهیه شدند، سپس فیلم های مذکور، هرکـدام جداگانه در محلول حاوی 006/0 مولار از واکنشگربه مدت (30-5 ) دقیقه قرار گرفتند، پس از گذشت زمان مذکور، غشاها با آب دوبار تقطیر کاملا شسته شدند و پس از خشک شدن ، جذب آنها در طول موج 580 نانومتر ثبت شد.
نتایج بدست آمده در شکل (4-2) ارائه شده است. همانطور که نتایج نشان میدهند، بعد از 20 دقیقه غشا ماکزیمم جذب را نشان میدهد و سپس این مقدار کاهش مییابد. بنابراین، در کلیه اندازه گیری های بعدی ، زمان تثبیت20 دقیقه به عنوان زمان تثبیت بهینه برای حسگری سرب و جیوه استفاده شد. شکل 4-2- اثر زمان تثبیت واکنشگر بر پاسخ حسگر 4-1-3- اثر pH در اندازهگیری همزمان سرب و جیوه
به منظور بررسی اثر pH در اندازه گیری،pH 1-12 برای محیط واکنش برای اندازه گیری سرب و جیوه به صورت جداگانه انجام و بهترین pH انتخاب گردید. انتخاب pH با استفاده از حسگر ساخته شده در شرایط بهینه بدست آمده قبلی صورت گرفت، که نتایج حاصل از این بررسی در شکل (4-3) و (4-4) برای اندازه گیری همزمان سرب و جیوه نشان داده شده است. همانطورکه داده های تجربی بدست آمده نشان می دهند1=pH برای سرب و جیوه بهترین سیگنال با استفاده از حسگر ساخته شده را نشان میدهد. ]]>

Author: mitra1--javid

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *