سنتز، اصلاح سطح و توسعه کاربردهای نانو ذرات مغناطیسی برای استخراج و حذف برخی از رنگدانه ها، کاتیونهای فلزی و داروها از محیط های آبی

در قسمت اول، نانو ذرات مگنتیت پوشیده شده با دکانوئیک اسید به صورت موفقیت آمیزی سنتز و برای پیش تغلیظ و اندازه گیری برخی از یون های فلزات سنگین از نمونه های آبی مختلف به کار رفتند. تحت شرایط بهینه فاکتور های بهبود سیگنال روش پیشنهاد شده برای یون های فلزی بین 116 تا 150 و مقادیر حد تشخیص (dls) در گستره ی 2/0 تا µg l-1 8/0 بدست آمد. درصد انحراف استاندارد نسبی در سطح غلظتی µg l-1 100 برای هریک از یون ها کمتر از 6/4% بدست آمد. همچنین منحنی کالیبراسیون برای یون های فلزی در گستره ی µg l-1 400-0/1 خطی بودند و ضرایب همبستگی خوبی به دست آمدند. به منظور اثبات کارایی روش پیشنهاد شده، این روش برای آنالیز یونهای فلزی در نمونه های آبی به کار برده شد و درصد بازیابی ها در محدوده ی 108%-90 و درصد انحراف استاندارد نسبی بین 2/9%-2/1 بدست آمد. در قسمت دوم، روش جدیدی بر اساس استخراج فاز جامد با نانو ذرات مغناطیسی اصلاح شده با sds برای پیش تغلیظ و اندازه گیری جیوه با استفاده از سیستم تزریق در جریان جفت شده با دستگاه icp-oes، ارائه شد. تحت شرایط بهینه مقدار حد تشخیص روش (dls) µg l-1 04/0 بدست آمد. درصد انحراف استاندارد نسبی برای غلظت µg l-1 2 و µg l-1 50 به ترتیب 2/5 و 7/4 بدست آمد. همچنین منحنی کالیبراسیون در گستره ی µg l-1 100-2/0 خطی بود و ضرایب همبستگی خوبی به دست آمد. به علاوه، با این روش جیوه به صورت کمی استخراج می شود و فاکتور بهبود سیگنال بسیار بزرگی در حد 1230 بدست می آید. نتایج اثبات می کند که این روش برای استخراج سریع جیوه از حجم های بالای نمونه های آبی در سطح غلظتی µg l-1 بسیار مناسب می باشد و در کنار آن دقت و صحت بسیار خوبی را نیز ارائه می کند. در قسمت سوم، نانو ذرات مغناطیسی fe3o4 اصلاح شده با سورفکتنت کاتیونی ctab به عنوان یک جاذب کارآمد، به صورت موفقیت آمیزی برای حذف رنگ های rbba، rrr و rtb به کار برده شد. برای بهینه سازی فرآیند جذب و تعیین فاکتورهای موثر، از روش طراحی آزمایش آرایه اورتوگونال با 44 استفاده شد. سینتیک جذب سطحی رنگ ها به وسیله مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم به بهترین نحو توصیف شد. همچنین داده های جذب در حالت تعادل، با ایزوترم لانگمویر تطابق بهتری را نسبت به ایزوترم فروندلیچ ارائه می کنند. همچنین بیشترین ظرفیت جذب تک لایه (qmax) بدست آمده از مدل لانگمویر برای rbba، rrr و rtb به ترتیب 5/312، 9/163 و mg g-1 2/556 بودند در قسمت چهارم، حذف رنگ های بازی bb 41 و by 28 از نمونه پساب مربوط به صنایع نساجی با استفاده از نانوذرات اصلاح شده با sds، ارزیابی شد. اثر پارامترهای تجربی مختلف ارزیابی و بهینه شدند. نتایج نشان داد سینتیک جذب برای حذف رنگ ها سریع می باشد و تعادل در همان دقایق اولیه حاصل می شود. آنالیز داده های ایزوترم تعادلی نشان داد که برای هر دو رنگ مدل لانگمویر مطابقت بیشتری را با داده های به دست آمده نشان می دهد. همچنین از روی مدل لانگمویر، بیشینه ی ظرفیت جاذب برای bb 41 و by 28، به ترتیب 2000 و mg g-1 141 به دست آمد. همچنین با مطالعه شرایط واجذب، مشخص شد که با استفاده از متانول به عنوان شوینده، می توان نانوذرات را بازیابی و حداقل برای 6 مرتبه متوالی مجددا استفاده نمود. در قسمت پنجم، کارایی نانو ذرات مگنتیت اصلاح شده با sds برای استخراج و پیش تغلیظ داروی کلروپرومازین از نمونه های ادرار و پلاسما ارزیابی شد. پارامترهای موثر بر فرآیند استخراج دارو بررسی و بهینه شدند. نتایج نشان داد که در 3ph = ، با اضافه کردن mg 10 نانو ذره، mg 5 sds و در زمان کوتاه، بیشترین میزان استخراج دارو به دست می آید. تحت شرایط بهینه، مقدار rsd% برای آنالیز 5 نمونه در یک روز و بین چند روز به ترتیب 2/1 و 1/3 بدست آمد. منحنی کالیبراسیون در گستره ی µg l-1 200-25/0 خطی بود و ضریب همبستگی 9998/0 به دست آمد. فاکتور تغلیظ نیز در آب، ادرار و پلاسما به ترتیب 106، 38 و 23 بدست آمد. از طرف دیگر مقادیر حد تشخیص روش برای آب، ادرار و پلاسما به ترتیب 1/0، 0/5 و 0/10 بودند. نتایج نشان داد که متانول قلیایی بهترین بازده واجذب را بین شوینده های آزمایش شده دارد و با این شوینده می توان نانو ذرات را بازیابی و مجددا استفاده کرد. طبق نتایج به دست آمده، روش پیشنهادی دارای دقت و صحت خوب و گستره خطی وسیع در استخراج و اندازه گیری کلروپرومازین می باشد. در قسمت ششم، ابتدا روش ساده ای برای سنتز نانو ذرات sio2-fe3o4 و c18-sio2-fe3o4 ارائه شد. همچنین تکنیک های مختلفی که برای شناسایی خواص فیزیکو-شیمیایی نانو ذرات سنتز شده وجود دارد، بحث شد. با این روش نانو ذرات می توانند در مقیاس زیاد سنتز شوند و کاربرد های متنوعی داشته باشند. در ادامه کاربرد نانو ذرات c18-sio2-fe3o4 به عنوان جاذب spe مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور روش جدیدی بر اساس تلفیق استخراج فاز جامد با نانو ذرات مغناطیسی و میکرو استخراج مایع-مایع پخشی برای پیش تغلیظ و اندازه گیری برخی از پلاستی سایزر ها (dbp، doa و dop) از نمونه های آبی ارائه شد. بر اساس محاسبات مقادیر فاکتور پیش تغلیظ برای dbp، doa و dop به ترتیب 21287، 17749 و 19005 بدست آمد. گستره ی خطی روش برای هر سه پلاستی سایزر بین 01/0 تا µg l-1 100 بدست آمد. همچنین، مقادیر حد تشخیص روش برای dbp، doa و dop به ترتیب 003/0، 003/0 و µg l-1 002/0 بدست آمد. روش پیشنهاد شده مزایایی مانند سادگی، حساسیت بسیار بالا و قیمت کم را در استخراج و اندازه گیری پلاستی سایزر ها با سیستم آنالیز gc-fid دارد. با تلفیق این دو تکنیک ضمن دست یابی به فاکتور های تغلیظ بسیار بالا، اثرات بافت نمونه نیز می تواند در مرحله ی spe حذف و یا کاهش یابد.