طراحی و ساخت یک نوع الکترود یون گزین جدید و مطالعه ترمودینامیکی- سنتیکی آن
الکترود مرکب از N1 ،N2 بیس(۴-کلروفنیل) N1′ ، N2′ – دی هیدروکسی اگزال آمیدین در الکترود یون گزین به عنوان یونوفور ودیبوتیلفتالات(DBP) به عنوان نرم کننده بر پایه غشایی پلیوینیلکلرید(PVC) تهیه و توسعه داده شد. اثرات ترکیب غشاء، pH ،زمان پاسخدهی و آمادهسازی و برگشتپذیری این الکترود به خوبی مورد ارزیابی قرارگرفت. این الکترود پاسخ نرنستی خوبی به یون در گستره غلظتی مولار با شیب میلیولت به ازای هر ده واحد تغییر غلظت نشان میدهد. مدت زمان آمادهسازی آن ۱۵ ساعت و زمان پاسخدهی الکترود کمتر از ۷ ثانیه بود. غشاء میتواند مدت ۲ ماه در گستره pH=4-9 بدون هیچگونه انحرافی در پتانسیل، نسبت به یون مذکور پاسخدهد. محدوده آشکارسازی الکترود مولار بود. پاسخدهی این الکترود را نسبت به برخی از کاتیونهای دیگر مورد بررسی قراردادیم و مشاهده شد که گزینشپذیری خوبی نسبت به یون از خود نشان میدهد. ضرایب گزینشپذیری یونهای مختلف با استفاده از روش پتانسیل انطباق یافته (MPM) اندازه گیری شدند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
فصل اول: اهداف تحقیق
۱-۱- پرسش اصلي تحقيق (مسأله تحقيق) …………………………………………………………………………………… ۲
۱-۲- بيان مسئله ………………………………………………………………………………………………………………………………. ۲
۱-۳- سوابق تحقیق ………………………………………………………………………………………………………………………….. ۲
۱-۴- فرضیات تحقیق ………………………………………………………………………………………………………………………. ۲
۱-۵- اهداف تحقيق …………………………………………………………………………………………………………………………. ۳
۱-۶- نام بهرهوران …………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳
۱-۷- جنبه نوآوري و جديد بودن تحقيق ………………………………………………………………………………………. ۳
فصل دوم: مقدمه و مروری بر مطالعات گذشته
۲-۱- تاريخچهاي در مورد الکترودهاي يون گزين(ISEs) ……………………………………………………………. ۵
۲-۱-۱- سنسورهای شیمیایی ………………………………………………………………………………………………………… ۵
۲-۱-۲- سنسورهای هادی ………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰
۲-۱-۳- سنسورهای نیمه هادی ساخته شده ……………………………………………………………………………….. ۱۵
۲-۱-۴- سنسورهای الکتروشیمیایی ………………………………………………………………………………………………. ۱۸
۲-۱-۵- سنسورهای الکترولیت جامد …………………………………………………………………………………………….. ۲۴
۲-۲- FETهای حساس شیمیایی (CHEMFETs) ……………………………………………………………………… 29
۲-۲-۱- اپترودها ………………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۴
۲-۲-۲- بیوسنسورها ………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۷
۲-۲-۳- سنسورهای رطوبت ……………………………………………………………………………………………………………. ۴۴
۲-۳- سيستمهای غشايي سطح پوشش داده شده ……………………………………………………………………….. ۴۸
۲-۴- گزينشپذيري الکترودهاي يون گزين غشای مایع ……………………………………………………………….. ۴۹
۲-۵- حسگرهاي يون گزين ION SELECTIVE SENSORS …………………………………………………. 51
۲-۶- انواع غشاءهاي يون گزين ………………………………………………………………………………………………………. ۵۲
۲-۶-۱- غشاءهاي شيشهاي …………………………………………………………………………………………………………….. ۵۲
۲-۶-۲- غشاءهاي بلوري ………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۳
۲-۶-۳- غشاءهاي تعويض- يون رزيني ………………………………………………………………………………………….. ۵۳
۲-۷- ساختمان …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۳
۲۸- كاربردها ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ۵۴
۲-۹- الكترودهاي آنزيمي ………………………………………………………………………………………………………………… ۵۵
۲-۱۰- مزاحمتها ………………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۶
۲-۱۱- دستهبندي الكترودهاي يون گزين ……………………………………………………………………………………… ۵۹
۲-۱۱-۱- الكترودهاي يون گزين اولیه …………………………………………………………………………………………… ۵۹
۲-۱۱-۲- الكترودهاي كريستالي …………………………………………………………………………………………………….. ۵۹
۲-۱۱-۳- الكترودهاي غير كريستالي ……………………………………………………………………………………………… ۶۰
۲-۱۲- پایداری نانو الماس ……………………………………………………………………………………………………………….. ۶۲
۲-۱۳- نوع نانو الماس و روشهای سنتز آنها ………………………………………………………………………………… ۶۴
۲-۱۴- ساختارهای نانو الماسی صفر بعدی ……………………………………………………………………………………. ۶۴
۲-۱۵- الكترودهایي با غشاي شيشه ……………………………………………………………………………………………….. ۶۹
۲-۱۵-۱- خطاي قليايي …………………………………………………………………………………………………………………… ۷۲
۲-۱۵-۲- خطاي اسيدی …………………………………………………………………………………………………………………. ۷۳
۲-۱۶- الكترودهاي غشايي مايع ………………………………………………………………………………………………………. ۷۳
۲-۱۷- الكترودهاي يون گزين غشايي چند لايه ……………………………………………………………………………. ۷۵
۲-۱۸- الكترودهاي با غشاي جامد ………………………………………………………………………………………………….. ۷۵
۲-۱۹- الكترودهاي غشايي يون گزين …………………………………………………………………………………………….. ۷۷
۲-۲۰- اجزاء تشکیلدهنده غشاء ……………………………………………………………………………………………………. ۷۸
۲-۲۱ يونوفور (حاملیون) ………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۹
۲-۲۲- حلال غشاء يا نرمكننده ………………………………………………………………………………………………………. ۸۱
۲-۲۳- افزودنيهاي يوني …………………………………………………………………………………………………………………… ۸۲
۲-۲۴- بافت پليمري ………………………………………………………………………………………………………………………… ۸۴
۲-۲۵- گزینشپذیری ……………………………………………………………………………………………………………………….. ۸۸
۲-۲۶- رفتار غیر نرنستی یونهای مزاحم ………………………………………………………………………………………… ۹۰
۲-۲۷- حد تشخیص ………………………………………………………………………………………………………………………… ۹۰
۲-۲۸- گستره اندازهگیری ……………………………………………………………………………………………………………….. ۹۲
۲-۲۹- زمان پاسخدهی …………………………………………………………………………………………………………………….. ۹۳
۲-۳۰ ویژگیهای غشاء ………………………………………………………………………………………………………………………. ۹۵
۲-۳۱- اجزای اصلی به کار رفته در یک اندازهگیری با الکترود یون گزین …………………………………. ۹۵
۲-۳۲- روش درجهبندي الکترود …………………………………………………………………………………………………….. ۹۸
۲-۳۲-۱- فعاليت در مقابل غلظت ………………………………………………………………………………………………….. ۹۸
۲-۳۲-۲- خطاي ذاتي در روش کار درجهبندي الکترود ………………………………………………………………. ۱۰۰
۲-۳۲-۳- روش افزايش استاندارد …………………………………………………………………………………………………… ۱۰۰
فصل سوم: مشخصات عمومی و کلی عنصر کبالت
۲-۳۳-۱- شیمی کبالت……………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰۱
۲-۳۳-۲- گونههای شش کوئوردینانسی ………………………………………………………………………………………… ۱۰۲
۲-۳۳-۳- گونههای چهار کوئوردینانسی …………………………………………………………………………………………. ۱۰۲
۲-۳۳-۴- کمپلکسهای چهار وجهی ……………………………………………………………………………………………… ۱۰۵
۲-۳۳-۵- کمپلکسهای هشت کوئوردینانسی ……………………………………………………………………………….. ۱۰۵
۲-۳۳-۶- خواص کنفورمری کمپلکسهای کبالت (II) …………………………………………………………………. 105
۲-۳۳-۷- اکسیدها و هیدروکسیدها ………………………………………………………………………………………………. ۱۰۶
۲-۳۳-۸- کمپلکسها ………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰۶
۲-۳۴- آلودگیهای ناشی از فلزات سنگین ……………………………………………………………………………………. ۱۰۷
فصل چهارم: کار تجربی و بحث نتیجه گیری
۴-۱- مواد، وسايل و دستگاههاي مورد استفاده ……………………………………………………………………………… ۱۱۰
۴-۲- آمادهسازي الكترود ………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۱۰
۴-۳- اندازهگيري emf …………………………………………………………………………………………………………………….. 111
۴-۴- اثر تركيبات غشاء و بهينهسازي اجزاي آن …………………………………………………………………………… ۱۱۳
۴-۵- زمان آمادهسازي الكترود ………………………………………………………………………………………………………… ۱۱۵
۴-۶- منحني كاليبراسيون و حد تشخيص الكترود ……………………………………………………………………….. ۱۱۵
۴-۷- بررسي زمان پاسخدهي الكترود …………………………………………………………………………………………….. ۱۱۶
۴-۷-۱- زمان پاسخدهي به روش استاتيك ……………………………………………………………………………………. ۱۱۶
۴-۷-۲- زمان پاسخدهي به روش ديناميك ……………………………………………………………………………………. ۱۱۶
۴-۸- بررسي برگشتپذيري الكترود ……………………………………………………………………………………………….. ۱۱۶
۴-۹- بررسي تأثير pH …………………………………………………………………………………………………………………….. 117
۴-۱۰- بررسي اثر دما ………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۱۷
۴-۱۱- تعيين ضريب گزينشپذيري ……………………………………………………………………………………………….. ۱۱۸
۴-۱۲- عمر الكترود تهيه شده ………………………………………………………………………………………………………… ۱۱۹
۴-۱۳- بررسي مورفولوژي سطح غشاي الكترود يون گزين ساخته شده …………………………………….. ۱۱۹
۴-۱۴- کاربرد الکترون یون گزین Co+2 …………………………………………………………………………………………. 119
فهرست منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۲۰
چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………………………………………..۱۲۴
دیدگاه ها