الف- بررسی رفتار الکتروشیمیایی گونه های بیولوژیکی به وسیله الکترودهای اصلاح شده با تک لایه های خودآرای جدید ب- بررسی اثر افزودنی های (additives)مختلف به الکترولیت در عملکرد سلول های خورشیدی رنگدانه ای

چکیده الکترودهای جامد مانند طلا، پلاتین و کربن، به دلیل داشتن خواص برجسته ای نظیر بازده وسیع پتانسیل الکتروشیمیایی، جریان زمینه کم و شیمی سطح شناخته شده به طور گسترده ای در تجزیه کمی الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گرفته اند. از آن جا که پاسخ این الکترودها به شدت تابع حالت سطح الکترود می باشد، اصلاح سطح با در نظر گرفتن کاربرد و خواص آن به طور ویژه مورد توجه محققین قرار گرفته است. با اصلاح مناسب سطح الکترود ها می توان برخی از مشکلات تجزیه الکتروشیمیایی را مرتفع و از طرف دیگر سامانه های جدیدی طراحی و به کمک آن ها ابزارهای حساس و پیشرفته تر تجزیه ای را پایه گذاری نمود. این کار تحقیقاتی شامل دو بخش الف- بررسی رفتار الکتروشیمیایی گونه های بیولوژیکی به وسیله الکترودهای اصلاح شده و ب- بررسی اثر افزودنی های مختلف به الکترولیت در عملکرد سلول های خورشیدی رنگدانه ای است. از آن جا که اصلاح گرها و مواد اندازه گیری شده در بخش اول این کار متعدد می باشد، لذا این بخش در 8 قسمت مجزا به شرح ذیل توضیح داده می شود: 1- در تحقیق اول الکترود طلا با تک لایه های خودآرای 2- (2 و 3- دی هیدروکسی فنیل) بنزوتیازول ((hpb اصلاح گردید و رفتار الکتروشیمیایی آن با استفاده از روش های ولتامتری بررسی شد. برخی از پارامترهای مهم مربوط به الکترود مانند ضریب انتقال (46/0?=) و ثابت سرعت انتقال بار ظاهری ( s-13/1=ks) بین پیکره الکترود و لایه اصلاح‎گر تثبیت شده در سطح الکترود محاسبه شد. در ادامه از این الکترود برای الکتروکاتالیز دوپامین در حضور استامینوفن با حد تشخیص µm 03/0 استفاده شد. 2- در تحقیق دوم الکترود طلای اصلاح شده با تک لایه های خودآرای مولکولی 2- (3 و 4- دی هیدروکسی فنیل) بنزوتیازول (dht-sam) برای تعیین اپی نفرین و اوریک اسید استفاده گردید. ابتدا dht-sam با روش های متفاوت مشخصه یابی شد. سپس اکسایش اپی نفرین در الکترود اصلاح شده بررسی شد. درph بهینه 0/7 اکسایش اپی نفرین در پتانسیل حدودmv 200 کمتر از الکترود طلای اصلاح نشده صورت گرفت. مقادیر ضریب انتقال (35/0?=)، ثابت سرعت کاتالیستی m-1s-1) 104×4/4=ks) و ضریب نفوذ (cm2s-1 03/1= (d برای اپی نفرین با استفاده از روش های الکتروشیمیایی محاسبه شد. 3- در تحقیق سوم خودآرایی تک لایه های 2- (2 و 3- دی هیدروکسی فنیل) بنزوتیازول ((hpb بر روی الکترود کربن شیشه ای (gce) اصلاح شده با نانوذرات طلا صورت گرفت. در ابتدا نانوذرات طلا با دو روش شیمیایی و الکتروشیمیایی بر روی gce تثبیت شدند بعد hpb بر روی نانوذرات طلا خودآرا شد. الکترود اصلاح شده برای اندازه گیری همزمان ایزوپرنالین و اوریک اسید استفاده شد. ولتامتری ضربانی تفاضلی دارای پاسخ خطی در گستره غلظتیµm 0/900-1/0 و حد تشخیصnm 0/82 در شرایط بهینه برای ایزوپرنالین بود. 4- در تحقیق چهارم پس از ساخت نانو صفحه های گرافن اکسید و احیای شیمیایی آن، الکترود کربن شیشه ای با نانو صفحه های گرافن اکسید کاهش یافته و نانو ذرات طلا اصلاح شد و ? سپس تک لایه های خودآرای 2- (3 و 4- دی هیدروکسی فنیل) بنزوتیازول (dht) بر روی آن تشکیل شد. از این الکترود برای اندازه گیری لوودوپا (ld) در حضور اوریک اسید (ua) و فولیک اسید (fa) استفاده شد. برای گونه لوودوپا پارامترهای مهم تجزیه ای مانند ضریب انتقال (46/0=?)، ضریب انتشار (cm2 s-16-10×4/7 (d=و حد تشخیص µm 018/0 به دست آمد. الکترود پیشنهادی برای تعیین ld، uaوfa در نمونه های حقیقی مانند قرص مادوپار، ادرار و سرم خون انسان به کار برده شد. 5- در تحقیق پنجم الکترود خمیر کربن با نانوذراتmcm/zro2 اصلاح گردید و از آن برای اندازه گیری همزمان اپی نفرین و استامینوفن استفاده شد. برای گونه اپی نفرین پارامترهای مهم تجزیه ای مانند ضریب انتقال )41/0=(?، ضریب انتشار (cm2 s-1 5-10×83/1 (d=و حد تشخیص µm 5/0 به دست آمد. 6- در تحقیق ششم خصوصیات الکتروشیمیایی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات کربن سنتز شده، گرافن اکسید کاهش یافته، و مشتق هیدروکینونی (z)-4- (نفتالن-1- ایلیمینو متیل) بنزن-1، 2- دیول (nyb) با روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد. الکترود اصلاح شده به عنوان یک حس گر الکتروشیمی برای اکسایش ایزوپرنالین استفاده شد. ولتامتری ضربانی تفاضلی دو گستره خطی 2/0 تاµm 0/80 و 0/80 تا µm 0/1000 برای ایزوپرنالین نشان داد. 7- در تحقیق هفتم dna تک رشته ای تیول دار شده بر روی الکترود طلا تثبیت شد و سپس تشخیص هیبریداسیون و سنتز dna از طریق ولتامتری چرخه ای، ولتامتری ضربانی تفاضلی و روش امپدانس صورت گرفت. در شرایط بهینه نتایج امپدانس و تکنیک ولتامتری ضربانی تفاضلی حد تشخیص m 20-10×6/4 و m 15-10×9/1 را به ترتیب نشان دادند. 8- در تحقیق هشتم پس از ساخت گرافن اکسید و احیای الکتروشیمیایی بر روی الکترود کربن شیشه ای، نانو ذرات طلا به روش الکتروشیمیایی بر روی آن تثبیت شد. سپس dna تک رشته ای پروب تیول دار شده بر روی الکترود اصلاح شده تثبیت شد و تشخیص هیبریداسیون dna از طریق ولتامتری چرخه ای و روش امپدانس صورت گرفت. سرانجام در شرایط بهینه حد تشخیص m 20-10×0/1 با روش امپدانس به دست آمد. در بخش دوم این پایان نامه افزودنی های2- (3 و 4- دی هیدروکسی فنیل) بنزوتیازول،, n ?-n بیس( 2- فنیل سولفانیل-بنزیلیدن)-اتان-1، 2- دی آمین، (e)-1- ((4-(بنزو [d]تیازول-2- ایل) فنیل) دیازنیل) نفتالن-2- ال، پنی سیل آمین و گلوتاتیون به الکترولیت سلول خورشیدی رنگدانه ای اضافه شد و اثر این افزودنی ها در عملکرد سلول خورشیدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش m 05/0 اصلاح گر 2- (3 و 4- دی هیدروکسی فنیل) بنزوتیازول در الکترولیتی شامل 1- متیل- 3- پروپیل ایمیدازولیوم یدید (mpii) و m05/0 ید در مخلوط استونیتریل و والرونیتریل باعث افزایش دانسیته فوتوجریان از 1/11 به ma/cm2 8/12 و افزایش ولتاژ از 66/0 بهv 68/0 می گردد.