SUPERVISOR
Mohammad Saraji,Mohammad taghi Jafari,Taghi Khayamian
محمد سراجی (استاد راهنما) محمد تقی جعفری (استاد راهنما) تقی خیامیان (استاد مشاور)
STUDENT
Hossein Sherafatmand
حسین شرافتمند
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389
TITLE
Combined gas chromatography-corona discharge ionization ion mobility spectrometry and development of novel coating in solid phase microextraction for analysis of organophosphorus pesticides and metals in the environmental samples
For the first time, the capability of corona discharge ionization ion mobility spectrometry (CD-IMS) was evaluated for the determination of metal complex. The extreme simplicity of dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) coupled to the high sensitivity of CD-IMS measurement makes this combination really useful for simple, rapid, and sensitive determination of metal in different samples. In this regard, mercury, as a model metal, complexed with diethyldithiocarbamate (DEDTC), and then extracted into the carbon tetrachloride using DLLME. The effects of different parameters influencing the extraction efficiency including the type and volume of extraction solvent, type and volume of disperser solvent, concentration of the chelating agent, pH, and salt addition were exhaustively investigated. Under the optimized condition, the enrichment factor was obtained 142. The linear range of 0.035-10.0 µg/mL with r 2 = 0.997 and the detection limit of 0.010 µg/mL were obtained. The relative standard deviation values were calculated to be lower than 4% and 8% for intra-day and inter-day, respectively. Finally, the developed method was successfully applied to extraction and determination of the mercury in various real samples and the satisfactory results reveal the capability of the proposed method in trace analysis without tedious derivatization or hydride generation processes.
دربخش اول این رساله، اسپکترومتر تحرک یونی مجهز به منبع یونش تخلیه کرونا با یک طراحی جدید جهت ورود نمونه، به‌عنوان یک آشکارساز برای کروماتوگرافی گازی مورد استفاده قرار گرفت. در این طراحی از یک سوزن توخالی به جای سوزن توپری که عموماً برای تشکیل تخلیه کرونا به¬کار می¬رود، استفاده شده است. اثر پارامترهای متفاوتی مانند محل ورود نمونه، سرعت جریان گاز رانش، سرعت جریان گاز کمکی و موقعیت نوک ستون کاپیلاری در داخل سوزن کرونا مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق، کارایی دستگاه از طریق اندازه‌گیری پارامترهایی از قبیل حساسیت، قدرت تفکیک و تکرارپذیری به‌کمک آنالیز محلول¬های استاندارد از ترکیبات شیمیایی متیل ایزوبوتیل¬کتون، هپتانون، نونانون و استوفنون مورد بررسی قرار داده شد. نتایج به‌دست آمده به¬وسیله آشکارساز CD-IMS با آشکارسازFID مقایسه شد و توانایی GC-CD-IMS پیشنهاد شده برای جداسازی دو بعدی (براساس اطلاعات زمان رانش علاوه بر زمان بازداری) و شناسایی آنالیت در بافت¬¬های پیچیده آشکار شد. با توجه به حساسیت بالای CD-IMS و قدرت جداسازی GC، می¬توان از دستگاه GC-CD-IMS به عنوان تکنیکی توانمند در جداسازی و اندازه¬گیری همزمان ترکیبات شیمیایی با صحت بالا استفاده نمود. در بخش دوم، کامپوزیت جدیدی متشکل از پلی¬پیرول و نانورس تهیه و به عنوان یک پوشش جدید برای ریزاستخراج فاز جامد مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق، برای اندازه¬گیری سموم ارگانوفسفره پس از استخراج از کروماتوگرافی گازی با آشکارساز اسپکترومتر تحرک یونی با منبع تخلیه کرونا استفاده شد. در این کار از روش الکتروپلیمریزاسیون برای تهی? این فیبر استفاده شد. این روش، ساده، سریع و سازگار با محیط‌زیست می‌باشد. همچنین کامپوزیت تهیه شده دارای پایداری حرارتی بالا و ساختاری بسیار متخلخل می¬باشد، که باعث بهبود عملکرد فیبر ریزاستخراج فاز جامد می¬شود. پارامترهای مؤثر بر روش ریزاستخراج فاز جامد مورد مطالعه قرار گرفته و بهینه شدند. محدوده خطی روش 05/0-2 میکروگرم بر لیتر و حد تشخیص در محدوده بین 020/0-035/0 میکروگرم بر لیتر به‌دست آمد. در این روش انحراف استاندارد نسبی داخل روز و بین روز به ترتیب 8/4-1/5 و 6/7-4/8 درصد به¬دست آمد. تکثیرپذیری فیبر تهیه شده نیز 4/9-2/10 درصد می¬باشد. این روش برای اندازه¬گیری دو نمون? آب (آب شهر و آب رودخانه)، دو نمونه سبزیجات (خیار و کاهو) و سیب مورد استفاده قرار گرفت. تحت شرایط بهینه، درصد بازیابی روش 78-98 درصد به¬دست آمد. در بخش سوم، نانوکامپوزیتی از نانورس و سل-ژل را به¬عنوان فیبر ریزاستخراج فاز جامد معرفی شد. نانوکامپوزیت سیلیکا- نانورس توسط فرایند سل-ژل شامل هیدرولیز آلکوکسیدهای فلزی و به¬دنبال آن واکنش تراکمی با گروه¬های هیدروکسیل موجود برروی سطح نانورس انجام گرفت. سموم ارگانوفسفره به عنوان ترکیبات مدل برای ارزیابی فیبر تهیه شده مورد بررسی قرار گرفتند. در این تحقیق برای اندازه¬گیری ترکیبات هدف پس از استخراج از کروماتوگرافی گازی با آشکارساز اسپکترومتر تحرک یونی با منبع تخلیه کرونا استفاده شد. پارامترهای مؤثر بر استخراج مانند مقدار نانورس، افزایش نمک، سرعت همزدن محلول، دما و زمان استخراج مورد مطالعه قرارگرفت. تحت شرایط بهینه محدوده خطی روش 02/0-5 میکروگرم بر لیتر و حد تشخیص در محدوده 003/0-012/0 میکروگرم بر لیتر به¬دست آمد. در این روش انحراف استاندارد نسبی داخل روز و بین روز به ترتیب 3/3-2/5 و 9/5-3/8 درصد به¬دست آمد. تکثیرپذیری فیبر تهیه شده نیز 5/7-1/10 درصد می¬باشد و در نهایت روش ارائه شده برای آنالیز نمونه‌های آبی به کارگرفته شد. در بخش چهارم، کامپوزیت نانورس/پلی¬اتیلن¬گلایکول تهیه شده به¬عنوان پوشش فیبر ریزاستخراج فاز جامد مورد ارزیابی قرار گرفت. نانو¬کامپوزیت ساخته شده علاوه بر پایداری مکانیکی و حرارتی بالا ، قابلیت جذب بالای سموم ارگانوفسفره از نمونه¬های زیست محیطی را دارد. آفت¬کش¬های ارگانوفسفره به عنوان ترکیبات مدل برای ارزیابی فیبر تهیه شده مورد بررسی قرار گرفتند. در این تحقیق برای اندازه-گیری ترکیبات هدف پس از استخراج از کروماتوگرافی گازی با آشکارساز اسپکترومتر تحرک یونی با منبع تخلیه کرونا استفاده شد. عوامل موثر بر استخراج شامل افزایش نمک، سرعت همزدن محلول، دمای استخراج و در نهایت زمان استخراج مطالعه شد. تحت شرایط بهینه مقادیر حد تشخیص در محدوده 010/0 - 015/0 میکروگرم بر لیتر به¬دست آمد. همچنین دقت روش نیز در ناحیه 7/3 تا 2/9% به¬دست آمد. این روش برای اندازه¬گیری دو نمون? آب (آب رودخانه و آب پساب کشاورزی) و دو نمونه سبزیجات (خیار و کاهو) مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر بازیابی برای این نمونه‌ها در محدوده بین 89-102 درصد به¬دست آمد. در بخش نهایی این رساله (بخش پنجم)، برای اولین بار توانایی اسپکترومتر تحرک یونی با منبع یونش تخلیه کرونا جهت اندازه¬گیری جبوه مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق، با استفاده از روش ریز استخراج مایع- مایع پخشی، جیوه از بافت¬های نمونه استخراج و به کمک دستگاه طیف¬سنج تحرک یونی با منبع یونش تخلیه¬کرونا آنالیز شد. عوامل موثر بر استخراج شامل نوع حلال استخراج¬کننده، نوع حلال پاشنده، حجم حلال استخراج¬کننده، حجم حلال پاشنده، pH محلول، افزایش نمک و غلظت لیگاند دی¬اتیل¬دی¬تیو¬کربامات مطالعه شد. تحت شرایط بهینه، فاکتور تغلیظ 142، حدتشخیص 010/0 میکروگرم بر میلی¬لیتر و دقت 4/3% برای ترکیب مورد مطالعه تحت شرایط بهینه به¬دست آمد. در نهایت از این روش برای اندازه¬گیری جیوه در نمونه‌های آب رودخانه، آب دریا، پساب و ماهی بدون هرگونه مراحل مشتق¬سازی یا تشکیل هیدرید مورد استفاده قرار گرفت و مقادیر بازیابی برای این نمونه‌ها به¬دست آمد.