Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad taghi Jafari,Mohammad Saraji
محمد تقی جعفری (استاد مشاور) محمد سراجی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nasrin Khajeh
نسرین خواجه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388

TITLE

Development of magnetic solid phase extraction and solid phase microextraction techniques based on new and nanostructure sorbents for the analysis of environmental samples followed by spectrophotometric and chromatographic methods
Present thesis has been focused on two fields: 1) synthesis of magnetic nanostructure sorbents for development of magnetic solid phase extraction, and 2) preparation of new sorbents for solid phase microextraction. In the first study, a facile and simple method was developed for the modification of magnetic nanoparticles (M) surface with phenyl-functionalized silica. The nanoparticles were used for the extraction of 1,4-dichlorobenzene (1,4-DCB), 1,2,3-trichlorobenzene (1,2,3-TCB), 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-TCB), and 1,2,3,4-tetrachlorobenzene (1,2,3,4-TeCB) from water, followed by their determination by gas chromatography-electron capture detector (GC-ECD). Different parameters influencing the performance of the extraction such as type and volume of desorption solvent, ionic strength, sorbent amount, and temperature and time of extraction were investigated. Under optimal conditions, enrichment factors ranging from 220 to 360 were obtained. Limit of detections (LODs) were in the range of 6 to 500 ng/L. relative standard deviation (RSDs) were found to be between 3.5 and 5.8%. The method was successfully applied to the determination of CBs in environmental water samples. In the second study, a new method based on coating of magnetic nanoparticles surface with surfactants was evaluated. The sorbent was employed for preconcentration of bromate from aqueous samples. After extraction, bromate was converted to bromine by sodium metabisulfite, and then the bromine was reacted with reduced fuchsin to form bromurated red coloured product. Finally, a column-less HPLC system with a UV–Vis spectrophotometric detector was applied as a simple and fast quantitative method for the determination of the coloured product. The effects of surfactant and amount of sorbent, the composition of the desorption solution; the extraction time and temperature were optimized. Under optimized conditions, enrichment factor, LOD and RSD were 12, 0.5 µg/L and 2.9% respectively. The method was not interfered by ionic compounds commonly found in the environmental water samples. It was successfully applied to the determination of bromate in spiked water samples including tap water, river water and well water. In the third study, a carbon coated fiber was constructed using of electrospinning method and applied as a new sorbent for solid phase microextraction. The fiber was then applied for the preconcentration and determination of chlorobenzenes in water samples. GC-ECD was utilized for separation and determination of the target compounds. Various factors which influenced the extraction and desorption of the analytes (condition the temperature of the fiber, salt concentration, extraction temperature and time, and desorption temperature and time) were investigated. LOD values were between 14 and 350 ng/L and RSDs were from 4.7 to 14.2%. The fiber showed better extraction efficiency than the commercial SPME fiber (PDMS). Finally, the new SPME fiber was applied for environmental sample analysis. In the final work, oxygenated activated carbon cloth was introduced for thin film microextraction. Phenylurea herbicides as model compounds were extracted using the sorbent. High-performance liquid chromatography with UV–Vis diode array detector (HPLC-DAD) was used for the analysis of extracted compounds. Conditions affecting the extraction and desorption were optimized. Under optimal conditions, LODs ranged from 0.04 to 0.11 µg/L. The RSD of the method varied from 4.4 to 12.1%. Capability of the method for real sample analysis was investigated by analysis of tap, well and river water samples.
به طورکلی در این رساله دو زمینه کلی مورد بررسی قرار گرفته است: 1) ساخت جاذب‌های نانوساختار مغناطیسی برای توسعه روش‌های استخراج با فاز جامد مغناطیسی (MSPE) و 2) تهیه جاذب‌های جدید برای روش‌های ریزاستخراج فاز جامد. در تحقیق اول یک روش ساده و سریع برای اصلاح سطح نانوذرات مغناطیسی با سیلیکای عامل دار شده با گروه های فنیل ارائه شد. سپس این نانوذرات اصلاح شده برای تغلیظ 1و4- دی کلروبنزن، 1و2و3- تری کلروبنزن، 1و2و4-تری کلروبنزن و 1و2و3و4-تترا کلروبنزن از نمونه های آبی به کار برده شدند. به منظور آنالیز ترکیبات از روش کروماتوگرافی گازی با آشکارساز ربایش الکترونی استفاده شد. شرایط مختلف موثر بر استخراج و واجذب ترکیبات نظیر نوع و حجم حلال واجذب، قدرت یونی محلول، مقدار جاذب، دما و زمان استخراج مورد مطالعه و بهینه سازی قرار گرفتند. تحت شرایط بهینه مقادیر فاکتور تغلیظ بین 220 تا 360 برای ترکیبات مورد مطالعه به دست آمد. همچنین حد تشخیص ها در محدوده 6 تا 500 نانوگرم بر لیتر قرار گرفتند و دقت روش در ناحیه 5/3 تا 8/5% به دست آمد. در نهایت روش ارائه شده به صورت موفقیت آمیزی برای آنالیز نمونه های محیط زیستی به کار برده شد. در تحقیق دوم روش جدیدی برای نشاندن سورفاکتانت ها روی سطح نانوذرات مغناطیسی مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش ارائه شده در این تحقیق تنها یک لایه سورفاکتنت می تواند روی سطح نانوذرات جذب شده و در نتیجه سطح جاذب در مقایسه با جاذب های مشابه دارای بار بیشتری است و لذا برای استخراج ترکیبات یونی مناسب تر است. آنیون برومات به عنوان ترکیب مدل در این تحقیق به کار رفت. پس از استخراج، برومات توسط سدیم متا بی سولفیت تبدیل به برم شده، سپس برم حاصل با فوشین واکنش داده تا مشتق رنگی تولید شود. در نهایت یک سیستم کروماتوگرافی مایع بدون ستون مجهز به آشکارساز اسپکتروفوتومتری UV-Vib برای اندازه گیری مشتق رنگی استفاده شد. پارامترهای مؤثر بر استخراج شامل مقدار سورفاکتانت، میزان جاذب، نوع و غلظت آنیون واجذب، دما و زمان استخراج مطالعه شدند. حدتشخیص 5/0 میکروگرم بر لیتر و دقت 9/2% برای ترکیب مورد مطالعه تحت شرایط بهینه به دست آمد. در این روش مزاحمت گونه های یونی معمول موجود در آب های محیط زیستی، مشاهده نشد. همچنین روش ارائه شده در این تحقیق برای آنالیز نمونه‌های محیط زیستی همانند آب لوله کشی شهری، آب رودخانه زاینده رود و آب چاه به کار برده شد. در تحقیق سوم پوشش کربنی تثبیت شده بر روی سیم آلومینیوم به عنوان جاذب جدید برای ریزاستخراج فاز جامد معرفی و برای استخراج برخی از کلروبنزن ها از نمونه‌های آبی به کار رفت. فیبر تهیه شده پایداری مکانیکی بالایی نشان داد. آنالیز ترکیبات با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی همراه با آشکارساز ربایش الکترونی انجام شد. عوامل موثر بر استخراج و واجذب همانند دمای آماده سازی فیبر، غلظت نمک، دما و زمان استخراج و دما وزمان واجذب بررسی شدند. تحت شرایط بهینه حد تشخیص روش در محدوده ی 14 تا 350 نانوگرم بر لیتر و دقت در ناحیه 7/4 تا 2/14 درصد بدست آمد. این فیبر در مقایسه با فیبر تجاری پلی دی متیل سیلوکسان عملکرد بهتری از خود نشان داد. سپس روش ارائه شده برای آنالیز نمونه های محیط زیستی به کار برده شد. در تحقیق آخر پارچه ی کربنی فعال اکسید شده به عنوان جاذب جدید برای ریزاستخراج فیلم نازک به کارگرفته شد. علف کش های فنیل اوره به عنوان ترکیبات مدل با استفاده از این جاذب مورد استخراج قرار گرفتند. به منظور آنالیز ترکیبات استخراج شده از روش کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا مجهز به آشکارساز آرایه دیودی فرابنفش-مرئی استفاده شد. شرایط موثر بر استخراج و واجذب ترکیبات، مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفتند. تحت شرایط بهینه مقادیر حد تشخیص در محدوده 04/0 تا 11/0 میکروگرم بر لیتر به دست آمد. همچنین دقت روش نیز در ناحیه 4/4 تا 1/12% به دست آمد. نمونه‌های آب لوله کشی شهری، آب چاه و آب رودخانه با روش ارائه شده مورد ارزیابی قرار گرفتند و مقادیر بازیابی برای این نمونه‌ها بدست آمد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی