عنوان

کاربرد پوششهای نانوکامپوزیتی و تکنیک نانوبالانس برای طراحی و ساخت حسگرهای برخی از سموم کشاورزی(نظیر متومیل و تلون)

‭۹۴۴۰پ‬

per

کاربرد پوششهای نانوکامپوزیتی و تکنیک نانوبالانس برای طراحی و ساخت حسگرهای برخی از سموم کشاورزی(نظیر متومیل و تلون)

/مهرداد راستگوی هوجقان

: دانشکده شیمی

‮‭۱۴۱‬ص‬

چاپی

بصورت زیرنویس

دکتری تخصصی (.‮‭Ph.D‬)

رشته شیمی کاربردی

‮‭۱۳۹۱/۱۰/۲۵‬

تبریز

با افزایش جمعیت، نیاز به مواد غذایی بطور روزافزون افزایش می‌صیابد .برای تأمین این نیاز مصرف سموم دفع آفات کشاورزی به صورت فزاینده‌ای در قرن اخیمی‌صباشند .با توجه به این امر در کار تحقیقاتی حاضر، طراحی و توسعه حسگرهای ‮‭QCN‬ با گزینش پذیری بالا برای دو سم تلون و متومیل مورد توجه قرار گرفته است .در این مطالعه، برای اندازه گیری تلون دو شیوه مورد بررسی قرار گرفت .در اولین شیوه، با استفاده از پوشش سیلیکون‮‭۲۵ - OV‬سنسوری برای تلون طراحی و ساخته شد .نتایج نشان داد که بین تغییرات فرکانس کریستال و غلظت گونه در سل رابطه خطی بسیار خوبی در محدوه غلظتی‮‭۴/۲ -۱۴۸- mg l‬برای محیطصهای گازی و در محدوه غلظتی‮‭۱۶۰- mg l‬- ‮‭۵‬برای محیطصهای آبی وجود دارد .برای بررسی گزینش پذیری و نیز شناسایی ترکیبات هالوژن-دار با استفاده از حسگر ‮‭QCN‬ اصلاح شده با پوشش سیلیکون‮‭۲۵ - OV‬از تکنیک تجزیه مولفه های اصلی استفاده شد .نتایج نشان داد که با استفاده از پنجره‌صهای زمانی سیستم طراحی شده قادر است تا سموم تلون، متیل بروماید، اندوسولفان و کوریل را از هم تشخیص دهد و شناسایی نماید .در روش دوم با استفاده از مونومر اکریلیک اسید پلیمرهای قالب مولکولی ‮‭(MIP)‬صگزینش پذیری برای تلون سنتز شد .نمودار کالیبراسیون نشان داد که در محدوده‮‭۴/۲ -۱ ۳۶- mg l‬پاسخ سنسور به افزایش غلظت تلون در محیطصهای گازی خطی می‌صباشد و در محیط های آبی این محدوده‮‭۱ ۴۰- mg l‬- ‮‭۱‬می‌باشد .نتایج نشان داد که پلیمر قالب مولکولی تهیه شده حساسیت پایینی برای اندازه گیری تلون در محیط-های مایع دارا می‌صباشد، لذا با استفاده از نانو ذرات سیلیس حساسیت سنسور طراحی شده برای تلون بهبود داده شد .نتایج نشان داد که با استفاده از نانو ذرات سیلیس حساسیت پوشش از ‮‭۵۲/۳‬ برای پوشش ‮‭MIP‬ به ‮‭۹۶/۴‬ در پوشش‮‭SiO۲ - MIP‬افزایش می‌صیابد .برای اندازه‌صگیری متومیل نبز از پوشش‌صهای پلیمری قالب مولکولی سنتز شده با استفاده از مونومر اکریلیک اسید استفاده شد .محدوده خطی پاسخ سل‮‭۱ ۴۵- mg l‬- ‮‭۱‬بدست آمد.حساسیت بدست آمده برای سنسور طراحی شده ‮‭۵۶/۴‬ می‌صباشد .حساسیت سنسور طراحی شده برای متومیل با استفاده از نانو تیوب بهبود داده شد .مقایسه جذب پوشش ‮‭MWCNTs/MIP‬ با پوشش ‮‭MIP‬ نشان داد که پوشش ‮‭MWCNTs/MIP‬جذب بالاتری را نشان صمی-دهد .نتایج بدست آمده نشان داد که با استفاده از پلیمرهای قالب مولکولی بعنوان پوشش روی کریستال می‌صتوان به حسگرهایی با حساسیت و انتخابگری بالا رو به گسترش بوده است .استفاده از سموم دفع آفات کشاورزی با وجود از بین بردن آفات محصولات کشاورزی، محیط زیست را به شدت آلوده می‌کند .غلظت بالای این سموم باعث بیماریهائی همچون آلرژی، تنگی نفس، بیماریهای سیستم عصبی و سرطان در انسان می‌صشود .براساس گزارشات آماری از سراسر جهان تعداد مسمومیت با عوامل آفت کش بیشتر از پانصد هزار مورد در سال و همراه با بیش از بیست هزار مورد مرگ می‌باشد .در دهه اخیر تمایل روز افزونی به اندازه صگیری این آلوده کننده‌صها در محیط زیست اعم از آب، هوا و خاک وجود داشته است .امروزه تکنیک‌صهای مختلفی همچون روش کروماتوگرافی گازی، کالریمتری، حسگرهای نیمه هادی برای تشخیص و اندازه گیری میزان سموم کشاورزی مورد استفاده قرار می‌صگیرند .این روش‌صها هر چند دارای دقت بسیار بالایی هستند ولی اغلب پر هزینه وقت‌صگیر و غیر قابل جابجایی می‌صباشند .در چنین شرایطی نیاز به تکنیک های ساده، سریع، پایدار و گزینش پذیر برای شناسایی این سموم کاملا احساس می‌صشود .حسگرهای کوارتز کریستال نانوبالانس‮‭(QCN)‬ ، حسگرهای جرمی بسیار قدرتمندی هستند که می‌صتوانند ترکیبات مختلف را با حساسیت بالا تشخیص و اندازه گیری نمایند .سنسورهای ساخته شده از کریستال‌صهای پیزوالکتریک، ضمن ارزان قیمت بودن، توانایی تشخیص و اندازه گیری انواع گونه‌صهای آلاینده محیط زیست را

was equal to 2.82 which was less than critical value of it (t6 = 3.14 at p=0.02). So the methods do not give significantly different results for the methomyl concentration. Accordingly, QCN sensor and UV/Vis spectroscopy measurements results are in good agreement-1. Furthermore, good reproducibility, R.S.D. = 2.14 (n=5) was observed. The Sensitivity of the developed sensor for methomyl was improved using of MWCNTs. To investigate the performance of the sensor, the change in the insecticide concentration during the photocatalytic degradation of methomyl by ZnO was investigated by QCN sensor and UV/Vis spectroscopy. Obtained results from two methods of analysis were compared using paired t-1) for methomyl and it can be used for determination of methomyl concentration ranged between 1 to 45 mg l-effective analysis method based on quartz crystal nanobalance (QCN) coated with a molecularly imprinted polymer (MIP) for measurement of methomyl was investigated. A sensitive, selective and reliable quartz crystal nanobalance (QCN) sensor was designed for the selective determination of methomyl in aqueous solutions. The fabricated sensor presents a high selectivity and sensitivity (4.56 Hz per mg l-SiO2. A simple and cost-1 for MIP-1 for MIP coating to 4.96 Hz per mg l-MIP nanocomposite was used to determine telone levels in solution. In the fabricated sensor sensitivity increased from 3.52 Hz per mg l-1 in aqueous solution. The nanopowders have large specific surface area so they can be showed good sensitivity in QCN based sensor. Therefore, by combining the advantages of high selectivity from MIP coatings and high sensitivity from nanopowders a new sensor fabricated for telone detection. The prepared SiO2-40 mg l-1 in atmospheric media and 1-1) for Telone and it can be used for determination of Telone concentration ranged between 1 to 48 mg l-halide pesticides in atmospheric media. In the second method, the combination of Quartz Crystal Nanobalance (QCN) and molecular imprinted polymers (MIP) has been applied in selective sensing of telone. The fabricated sensor presents a high selectivity and sensitivity (6.785 Hz/mg l-modified QCN sensors measurement results, which shows that our fabricated QCN sensor has very good utilizing potential on successful discrimination of telone and other organo-25-1 for the aqueous phase. Principle components analysis (PCA) has been performed based on the silicon OV-60 mg l-1 for the gaseous phase and in the concentration range of 5-48 mg l-25 modified QCN sensor has been employed to determine Telone. It was found that the sensor response is linear for telone in the concentration range of 2.4-12 g. As a matter of fact, the major drawback of the polymer modified QCN sensors is a lack of selectivity since there is no discrimination between the sources of the mass changes. In this study, development of QCN sensors having good selectivity to analysis pesticides in aqueous and atmospheric media was investigated. To achieve these goal two approaches were considered: The first was to employ pattern recognition technique and the other was using selective coating. In this research, design and development of QCN sensors with high selectivity for determination of telone and methomyl were considered.Two methods were used to measure the telone. In the first method, the silicon OV-With World population growth, the growth in food demand has also increased. To meet this need, the use of pesticides increased dramatically in recent years. Despite the pesticide usefulness in agricultural pest controlling and killing, they can cause harm to the environment during their use. High concentrations of these toxins cause diseases such as allergies, asthma, neurological diseases, and cancer in human. According to statistical reports around the world, the number of pesticide poisoning is more than 500000 cases with more than 20000 cases of deaths annually.In recent decades, increasing interest is devoted to the determination of such pollutants in the environment. Nowadays, different techniques such as gas chromatography, colorimetry, and semiconductor sensors are being used to detect and measure these pesticides. Despite their very good sensitivity and reliability, these techniques do have some practical limitations; for example instrumental complexity, difficult sample manipulation, specialist operator implementation and need for preconcentration steps. Consequently, these shortcomings lead us to study and develop new and simple detection methods capable of determining trace amounts of pesticides. Quartz crystal nanobalance (QCN) sensors appear as a promising solution.Quartz crystal nanobalance (QCN) sensors are considered as powerful mass sensitive sensors. The theoretical detection limit of QCN is reported to be as small as 10 |t| test statistics. The mean of differences between the pairs of measured values and related standard deviation were 1.05 and 0.98, respectively. The calculated value of

راستگوی هوجقان، مهرداد

میرمحسنی، عبدالرضا، استاد راهنما

محمدی، سید ابوالقاسم، استاد مشاور

اولاد، علی، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی