ساخت حسگرهای نوری شیمیایی برای اندازه گیری کاتیونهای جیوه(ii)، سرب(ii)، تالیم(iii) و ساماریوم(iii)

از حسگرهای نوری شیمیایی برای اندازه گیری گونه های یونی و مولکولی در محلول های آبی و آلی استفاده می شود. در این پروژه شش حسگر نوری شیمیایی برای اندازه گیری تعدادی از کاتیونهای فلزات سنگین ساخته شده اند. در قسمت اول یک حسگر نوری شیمیایی سطحی برای اندازه گیری یون جیوه(ii) ساخته شد که در آن از تثبیت واکنشگر 1-(2-پیریدیل آزو)-2-نفتول روی سطح فیلم تری استیل سلولز استفاده گردید. میزان کمپلکس تشکیل شده بین یون جیوه(ii) و لیگاند تثبیت شده متناسب با مقدار جیوه(ii) موجود در نمونه بود. پارامترهای موثر در ساخت حسگر و نیز در اندازه گیری یون جیوه(ii) مانندph بهینه شدند. اپتود ساخته شده دارای محدوده خطی 4-10×00/9-6-10×00/1مولار یون جیوه(ii) با حد تشخیص 7-10×1/8 مولار بود. انحراف استاندارد نسبی بدست آمده برای اندازه گیری محلول های 6-10×00/5، 5-10×00/5 و4-10×00/1 مولار یون جیوه(ii) به ترتیب 5/2، 1/2 و1/3 درصد بدست آمدند. اثر مزاحمت برخی از آنیونها و کاتیونها بر عمکرد حسگر مورد بررسی قرار گرفت. حسگر پیشنهادی پایدار و دارای روش ساخت ارزان، ساده و مناسب برای اندازه گیری یون جیوه(ii) در نمونه های آبی به روش طیف سنجی می باشد. در بخش دوم یک حسگر نوری شیمیایی از نوع «توده ای» حساس به یون جیوه(ii) ارائه شده است. این حسگر بر اساس برهمکنش هگزا تیواُکتادکان با یون جیوه(ii) در غشایی از جنس pvc به همراه کرومویونوفورv به عنوان یون دوست انتخایگر h+ عمل می کند. ترکیب درصد غشای تشکیل دهنده حسگر و همچنین سایر پارامترهای موثر در اندازه گیری بهینه شدند. با استفاده از حسگر پیشنهادی می توان یون جیوه(ii) را در محدوده غلظتی 4-10×17/1-7-10×12/2 مولار و با حد تشخیص 7-10×0/2 مولار اندازه گیری کرد. اثر مزاحمت تعدادی از کاتیونها مورد بررسی قرار گرفت. حسگر ارائه شده دارای انتخابگری خوبی به یون جیوه نسبت به کاتیونهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و فلزات واسطه می باشد. نتایج بدست آمده برای آنالیز نمونه های آبی با استفاده از این حسگر، مناسب و قابل مقایسه با نتایج حاصل از روش جذب اتمی کوره گرافیتی بود. سومین حسگر ساخته شده، یک حسگر نوری شیمیایی برگشت پذیر برای اندازه گیری یون سرب(ii) است. عملکرد این حسگر بر اساس تشکیل کمپلکس رنگی بین یون سرب(ii) و دی فنیل کاربازون در غشایpvc نرم شده با تری بوتیل فسفات می باشد. زمانی که حسگر در محلول سرب با ph برابر0/6 قرار می گیرد، رنگ آن از زرد کمرنگ به رنگ صورتی تغییر می کند. پارامتر های موثر بر پاسخ حسگر نظیر ph، نوع نرم کننده و غیره مورد بررسی قرار گرفتند. حسگر ساخته شده دارای محدوده پاسخ خطی وسیع 2-10×07/1-6-10×89/6 مولار یون سرب(ii)، زمان پاسخ کوتاه 180 ثانیه و حد تشخیص 6-10×5/6 مولار بود. همچنین حسگر فوق با استفاده از یک سل جریانی، در سیستم جریانی به کارگرفته شد که باعث بهبود حدتشخیص و دقت آن شد. در سیستم جریانی محدوده خطی 3-10×00/5-6-10×00/1 مولار یون سرب(ii) بدست آمد. حسگر ساخته شده را می توان چندین بار پس از بازیافت با محلول نیتریک اسید 005/0 مولار مجدداً استفاده کرد. اثر بافت نمونه روی اندازه گیری یون سرب(ii) مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه تحقیق دو حسگر جدید برای اندازه گیری یون تالیم(iii) در محلول های آبی با استفاده از واکنشگرهای 4-(5-برمو-2-پیریدیل آزو)-5-دی اتیل آمینوفنل(br-padap) و 4-(2-پیریدیل آزو)رزورسین (par) به عنوان عوامل کمپلکس دهنده با یون تالیم(iii) ساخته شدند. غشای حسگرها از pvc نرم شده تهیه گردید. پارامترهای مربوط به ساخت حسگرها و نیز اندازه گیری یون تالیم(iii) مورد بررسی قرار گرفتند. در بافر عمومی با0/3 ph= محدوده خطی پاسخ حسگر ساخته شده با br-padap،4-10×55/4-6-10×56/2 مولار یون تالیم(iii) با حد تشخیص 6-10×1/1 مولار و برای حسگر تهیه شده با par در بافر عمومی با0/4 ph=، 4-10×66/4-6-10×11/3 مولار یون تالیم با حد تشخیص 6-10×8/1 مولار بدست آمد. زمان پاسخ حسگرها به ترتیب 350 و 230 ثانیه برای حسگرهای ساخته شده با br-padap و par بدست آمدند. حسگرهای ساخته شده دارای دقت و صحت مناسب برای اندازه گیری یون تالیم(iii) بودند و از آنها برای اندازه گیری یون تالیم(iii) در نمونه های آبی استفاده شد. در بخش نهایی یک حسگر نوری برای اندازه گیری یون ساماریوم(iii) در محلول های آبی بر اساس واکنشگر 4-(5-برمو-2-پیریدیل آزو)-n،n-دی اتیل-3-هیدروکسی آنیلین به عنوان یون دوست ساخته شد. کمپلکس تشکیل شده بین یون ساماریوم(iii) و لیگاند فوق سبب ایجاد یک پیک در طیف جذبی حسگر با ماکزیمم جذب در طول موج 525 نانومتر می شد. حسگر پیشنهادی دارای ناحیه خطی 4-10×61/2- 6-10×56/2 مولار یون ساماریوم(iii) با حدود تشخیص پایین 6-10×9/1 مولار و بالایی 4-10×0/3 مولار بود. کاربرد حسگر فوق در آنالیز نمونه های آبی نتایج خوبی ارائه کرد.