عنوان

سنتز نانو کامپوزیت های هیدروژلی بر پایه پکتین-متاکریلیک آمید با افزودنی گرافن کوانتوم دات جهت شناسایی فلزات سنگین به روش فلورسانس

پ۲۴۵۰۱

per

سنتز نانو کامپوزیت های هیدروژلی بر پایه پکتین-متاکریلیک آمید با افزودنی گرافن کوانتوم دات جهت شناسایی فلزات سنگین به روش فلورسانس

حسین نصری زاده

شیمی

۱۳۹۹

۸۱ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی پلیمر گرایش علوم پایه

۱۳۹۹/۱۲/۱۹

در سال های گذشته آلاینده های زیستی و صنعتی از جمله فلزات سنگین وارد آب های آشامیدنی و محیط زیست شده اند که برای سلامت انسان بسیار مضر است. یکی از این فلزات مولیبدن است که فلز بسیار خورنده و سمی است و شناسایی آن در محلول های آبی بسیار حائز اهمیت است. راه های شناسایی مختلفی از جمله جذب اتمی، استفاده از کیت های الکتریکی و استفاده از انواع حسگر ها برای شناسایی آلاینده ها استفاده شده است که حسگر ها به دلیل قیمت مناسب، بالا بودن سرعت تشخیص و قدرت شناسایی بالا بسیار کارآمد هستند و شامل انواع مختلفی نظیر حسگر های شیمیایی، حسگرهای الکتروشیمیایی، حسگر های نوری و... هستند. هدف ما در این پروژه تهیه نانوکامپوزیت هیدروژلی پکتین-متاکریلیک آمید متخلخل با افزودنی گرافن کوانتوم دات به روش پلیمریزاسیون رادیکال آزاد است که دارای گروه های عاملی مناسبی می باشد و می تواند به خوبی با فلز بر‏همکنش دهد. نانوکامپوزیت هیدروژلی حاضر به دلیل داشتن گرافن کوانتوم دات با خواص نوری منحصر به فرد به عنوان حسگر نوری برای شناسایی فلز مولیبدن در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش به منظور شناسایی ساختار شیمیایی و تشکیل پیوند ها از طیف سنجی تبدیل فوریه (FT-IR)، برای بررسی بلورینگی فاز های تشکیل شده از طیف پراش اشعه ایکس (XRD) توزیع اندازه ذرات از پراکندگی نور دینامیکی (DLS)، بررسی مورفولوژی سطح ذرات از میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM)، بررسی زبری سطح ذرات از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و بررسی شناسایی و خواص نوری از دستگاه فلورسانس (PL) استفاده شد. فلز مولیبدن در حضور فلزات دیگر با استفاده از فلورسانس شناسایی شد و نانوکامپوزیت هیدروژلی انتخاب پذیری خوبی نسبت به مولیبدن از خود نشان داد. شناسایی غلظت‏های مولیبدن در محدوده ppb 333 تا ppm 83 انجام شد و حد تشخیص بسیار خوبی (ppb 83) به دست آمد. در این راستا مقدار بهینه پارامتر هایی که در شناسایی فلز مولیبدن موثر می باشد (pH، مقدار دوز جاذب و غلظت) بررسی شد. با افزایش pH سایت های فعال بیشتری در اختیار فلز قرار می‏گیرد و در نتیجه شدت فلورسانس هم بیشتر می شود. با افزایش مقدار دوز جاذب تا 300 میکرولیتر شدت فلورسانس بیشتر شد و در دوز جاذب های بالاتر از 300 میکرولیتر به دلیل متراکم شدن ذرات نانو کامپوزیت هیدروژلی شدت فلورسانس کمتر می شود. با بررسی غلظت های مختلف مشخص شد شدت فلورسانس رابطه مستقیم با غلظت دارد.

bstract:In recent years, biological and industrial pollutants, including heavy metals, have entered drinking water and the environment, which is very harmful to human health. One of these metals is molybdenum, which is a very corrosive and toxic metal and its identification in aqueous solutions is very important. Different detection methods such as atomic absorption, use of electrical kits and use of various sensors have been used to detect pollutants. The sensors are very efficient due to their reasonable price, high detection speed and high detection power, and include different types Such as chemical sensors, electrochemical sensors, optical sensors and etc. Our goal in this project is to prepare a porous pectin-methacrylic amide hydrogel nanocomposite as a polymer matrix that has suitable functional groups that can interact well with metal, with the addition of graphene quantum dot with unique optical properties as a Optical sensor through radical polymerization has been used to identify molybdenum metal under different conditions. In this study, in order to identify the chemical structure and formation of bonds by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), to investigate the crystallinity of the phases created by the X-ray diffraction specturm (XRD), particle size distribution from dynamic light scattering (DLS), particle surface morphology from scanning electron microscope (SEM), particle surface roughness Atomic force microscope (AFM) and fluorescence (PL) detection and optical properties were used. Molybdenum metal was detected in the presence of other metals using fluorescence and the hydrogel nanocomposite showed good selectivity for molybdenum. Molybdenum concentrations were detected in the range of 333 ppb to 83 ppm and a very good detection limit (83 ppb) was obtained. In this regard, the parameters that are effective in identifying molybdenum metal were selected (pH, amount of adsorbent dose and concentration). As the pH increases, more active sites are provided to the metal, resulting in increased fluorescence intensity. Fluorescence intensity increased with increasing the adsorbent dose up to 300 μl and at absorbent doses above 300 μl the fluorescence intensity decreases due to the compaction of hydrogel nanocomposite particles. By examining different concentrations, it was found that the intensity of fluorescence is directly related to the concentration

Synthesis of pectin-methacrylic amide-based hydrogel nanocomposites with graphene quantum dot additive for fluorescence detection of heavy metals

‏نصری زاده،

‏حسین

تهيه کننده

‏امینی فضل،

محمدی،

‏ محمد صادق

‏ رضا

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز