• شماره ركورد
    25513
  • شماره راهنما
    NANO2 142
  • عنوان

    سنتز داربست‌هاي فلز-آلي اصلاح شده با نانومواد كربني براي اندازه‌گيري يون فلزات سنگين به روش الكتروشيميايي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    نانو فيزيك
  • دانشكده
    شيمي
  • تاريخ دفاع
    1402/11/11
  • صفحه شمار
    105 ص.
  • استاد راهنما
    سيد عبدالله نوربخش رضايي
  • كليدواژه فارسي
    حسگر الكتروشيمي , فلز سنگين كروم , داربست‌هاي فلز-آلي , كامپوزيت داربست‌هاي فلز-آلي با نانومواد كربني , CuBDC
  • چكيده فارسي
    در پژوهش حاضر، به‌دليل اهميت تشخيص يون كروم(III) و كروم(VI) به‌عنوان تركيبات سمي براي محيط‌زيست وسلامت انسان، طي يك روش نوآورانه حسگر الكتروشيميايي بسيار حساس به مقادير اندك يون كروم(III) و كروم(VI) با استفاده از كامپوزيت تركيب داربست فلز-آلي، مس(II) بنزن 1و4-دي كربوكسيليك اسيد (CuBDC)/اكسيد گرافن(GO) گزارش شده است. داربست فلز-آلي CuBDC به روش هيدروترمال سنتز شد و توسط پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي مادون قرمز (FT-IR)، تجزيه و تحليل وزن سنجي حرارتي (TGA) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM) آناليز و بررسي شد. و اكسيد گرافن به روش هامر اصلاح شده سنتز شد و به كمك پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي مادون قرمز (FT-IR) و تصاوير ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) آناليز و بررسي شد. كامپوزيت تشكيل شده CuBDC/GO به روش پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف‌سنجي مادون قرمز (FT-IR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM) مشخصه‌يابي گرديد. در ادامه كامپوزيت ساخته شده به روش قطره گذاري روي سطح الكترود قرار گرفت. پارامترهاي مختلف از جمله انتخاب نسبت مناسب اجزاي كامپوزيت، زمان تماس كامپوزيت با محلول آبي حاوي گونه هدف ، اثر pH، پايداري فيلم CuBDC/GO و اثر سرعت روبش بررسي و بهينه‌سازي شدند. در ادامه الكترود كربن شيشه‌اي(GC) با فيلم نازك از CuBDC/GO اصلاح و رفتار الكتروشيميايي فيلم با روش‌هاي ولتامتري چرخه‌اي(CV)، ولتامتري پالس تفاضلي(DPV) و اسپكتروسكوپي امپدانس الكتروشيميايي(EIS) بررسي شد. نتايج نشان داد كه الكترود GC/CuBDC/GO به‌خوبي توانايي تشخيص و اندازه‌گيري مقادير بسيار كم يون (III)Cr و Cr(VI) در محلول‌هاي آبي را دارا است. با استفاده از روش ولتامتري پالس تفاضلي حساسيت و حد تشخيص برابر با 0.0313 ميكروآمپر بر پيكو مولار و 17.04فمتومولار براي يون (III)Cr و حساسيت و حد تشخيص برابر با 0.005 ميكروآمپر بر پيكو مولار و 10.4 فمتومولار براي يون Cr(VI) محاسبه شد. محدوده پاسخ خطي براي يون (III)Cr و Cr(VI) از مقادير فمتومولار تا 5 پيكومولار محاسبه شد. نتايج نشان دادند كه حسگر ساخته شده در مقايسه با ساير حسگرهاي موجود براي يون (III)Cr و Cr(VI) داراي ارقام شايستگي بهتر است.
  • كليدواژه لاتين
    Electrochemical sensor , heavy metals , heavy metal chromium , metal-organic frameworks , composite metal-organic frameworks with carbon nanomaterials
  • عنوان لاتين
    Synthesis of Metal Organic Frameworks modified with carbon nanomaterials for measuring heavy metals ions by electrochemical method
  • گروه آموزشي
    نانو فناوري
  • چكيده لاتين
    In the present study, due to the importance of detecting chromium(III) an‎d chromium(VI) ions as toxic compounds for the environment an‎d human health, a highly sensitive electrochemical sensor for small amounts of chromium(III) an‎d chromium(VI) ions using a metal-organic framework, copper(II) benzene 1,4-dicarboxylic acid (CuBDC)/graphene oxide (GO) composite is reported. The metal-organic framework CuBDC was synthesized by hydrothermal method an‎d analyzed an‎d investigated by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric analysis (TGA), an‎d Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). an‎d graphene oxide was synthesized by modified Hammer method an‎d analyzed an‎d investigated by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FT-IR) an‎d atomic force microscopy (AFM) images. The formed CuBDC/GO composite was characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FT-IR) an‎d field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Then, the composite was dro‎p-cast onto the electrode surface. Various parameters, including the selec‎tion of the appropriate ratio of the composite components, the contact time of the composite with the aqueous solution containing the target species, the effect of pH, the stability of the CuBDC/GO film an‎d the effect of the scanning speed, were investigated an‎d optimized. Next, the Glassy carbon (GC) electrode was modified with a thin film of CuBDC/GO an‎d the electrochemical behavior of the film was investigated by cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) an‎d electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that the GC/CuBDC/GO electrode has the ability to detect an‎d measure very low amounts of chromium(III) an‎d chromium(VI) ions in aqueous solutions. Using differential pulse voltammetry, the sensitivity an‎d detection limit were calculated as 0.0313µA/pM an‎d 17.04fM for chromium(III) ion an‎d the sensitivity an‎d detection limit were calculated as 0.005µA/pM an‎d 10.4fM for chromium(VI) ion. The linear response range for chromium(III) an‎d chromium(VI) ions was calculated from femtomolar up to 5pM. The results showed that the fabricated sensor has better figures of merit compared to other existing sensors for chromium(III) an‎d chromium(VI) ions.
  • تعداد فصل ها
    3
  • فهرست مطالب pdf
    152426
  • نويسنده

    موچك كياني، محمد