توسعه روش‌‌های ریزاستخراج فاز جامد و مایع برای اندازه‌‌گیری فنتیون، کلروپریفوس، مولینیت و سیانید در نمونه‌‌های آبی با طیف سنج تحرک یونی و طیف سنج مرئی

STUDENT

DEGREE

YEAR

In the first study, a flexible nano-reinforced polymer inclusion membrane (PIM) was fabricated and used as the thin film for the determination of cyanide by ultraviolet-visible spectrophotometer. Aliquat 336 was embedded in poly(vinyl chloride) as an extractant and Mg-Al-CO3 layered double hydroxide with high surface area and anion exchange ability was applied to promote the extraction efficiency of PIM. The dynamic range was between 5 and 500 µg L-1. The limit of detection was obtained 1.4 µg L-1. The intra- and inter-day relative standard deviations were less than 8%. The performance of the PIM was examined in the water and wastewater samples. The spiking recoveries were between 82 and 115%. In the second study, copper-benzene-1,4-dicarboxylic acid metal-organic framework (Cu-BDC) was fabricated on helical copper wire and used as an extractant in stir-bar sorptive extraction. A facile and fast method was applied for the direct synthesis of Cu-BDC on copper wire. The helical sorbent was applied for the extraction of fenthion followed by corona discharge ion mobility spectrometry. The linear dynamic range 1-100 µg L-1 with a detection limit of 0.4 µg L-1 was obtained by the method. The relative standard deviations were less than 10%. The proposed method was applied for the determination of fenthion in well water, agricultural wastewater, and orange. The spiking recoveries were in the range of 88-111%. In the third study, a modified polyacrylonitrile/silica aerogel was fabricated and used as an extracting phase for thin-film microextraction. Electrospinning was applied to prepare polyacrylonitrile nanofibers (PAN). Alkaline hydrolyzation of PAN fibers was used to modify the electrospun film surface. Silica aerogel was directly synthesized on the surface of modified PAN fibers by the sol-gel method. The prepared thin film was used for the extraction of chlorpyrifos prior to its determination by corona discharge ion mobility spectrometry. The linearity of the method was in the range of 1-100 µg L-1 with detection limite 0.3 µg L-1. Chlorpyrifos was successfully determined by the prepared thin film in water and fruit samples. The spiking recoveries were between 76 and 112%. In the final study, the tandem microextraction method, centrifuge free dispersive liquid-liquid microextraction and thin-film microextraction, was used for the determination of molinate using ion mobility spectrometry with corona discharge ionization source. Electrospun Cu-BDC fibers were used as a sorbent in the thin-film microextraction step. Trichloromethane and methanol were used as extraction and dispersive solvents in the dispersive liquid-liquid microextraction step. The linear dynamic range was obtained in the range of 0.5-50 µg L-1 with detection limit of 0.1 µg L-1. Intra-and inter-day relative standard deviations were less than 10%. The method was successfully applied for the determination of molinate in well water, river water, agricultural water and, apple. The recoveries for the spiked samples range from 82 to 113%.

در بخش اول این رساله، یک فیلم پلیمری حاوی پلی وینیل کلراید، الیکات 336 و هیدروکسیدهای دولایه منیزیم-آلومینیوم کربنات ساخته شد و به عنوان فاز استخراجی برای استخراج آنیون سیانید در نمونه¬های آبی مورد استفاده قرار¬گرفت. تقویت فیلم پلیمری با هیدروکسیدهای دولایه منیزیم-آلومینیوم کربنات با مساحت سطح ویژه بالا و قابلیت تبادل آنیون بالا منجر به بهبود در فرایند استخراج شد. فیلم پلیمری انعطاف¬پذیر و هموژن حاوی 56 درصد پلی وینیل کلراید، 40 درصد الیکات 336 و 4 درصد هیدروکسیدهای دولایه، بالاترین میزان جذب را برای آنیون سیانید نشان داد. آنیون سیانید بعد از واجذب با محلول بازی حاوی پتاسیم کلراید توسط روش کونیگ به گونه فعال از نظر اسپکتروسکوپی (Uv-Vis) تبدیل شده و با استفاده از روش نورسنجی اندازه¬گیری شد. پارامترهای مؤثر بر روش استخراج مورد بررسی قرارگرفتند. محدوده خطی 5 تا 500 میکروگرم بر لیتر و حدتشخیص4/1 میکروگرم بر لیتر برای سیانید به¬دست آمد. انحراف استاندارد بین روز و درون روز کم¬تر از10 درصد به¬دست آمد. از این روش برای اندازه¬گیری آنالیت مورد نظر در نمونه¬های آب چاه، آب رودخانه، پساب کشاورزی و پساب کارخانه طلا سازی استفاده شد. تحت شرایط بهینه، درصد بازیابی بین 82 و 115 درصد به¬دست آمد. در بخش دوم، چهارچوب فلز-آلی بر پایه عنصر مس به روشی ساده و سریع بر روی سیم مسی مارپیچ سنتز شد و در روش استخراج جذبی میله چرخان مورد استفاده قرار گرفت. از این روش برای استخراج فنتیون در نمونه¬های زیست محیطی استفاده شد. آنالیت استخراج شده توسط دستگاه طیف¬سنج تحرک یونی مجهز به منبع یونیزاسیون تخلیه کرونا با قطبیت مثبت مورد اندازه¬گیری قرار گرفت. سیم مسی به عنوان منبع فلزی و ترفتالیک اسید به عنوان لیگاند در سنتز جاذب مورد استفاده قرار¬گرفتند. پارامترهای مؤثر بر استخراج مورد بررسی و بهینه¬سازی قرار¬گرفتند. تحت شرایط بهینه محدوده خطی روش بین 1 و 100 میکروگرم بر لیتر و حدتشخیص 4/0 میکروگرم بر لیتر حاصل شد. انحراف استاندارد درون روز و بین روز برای دو سطح غلظتی (8 و 60 میکروگرم بر لیتر) بین5 و 9 درصد به¬دست آمد. تکرارپذیری بین جاذب¬ها برای غلظت 8 و 60 میکروگرم بر لیتر به ترتیب 10و 11 درصد حاصل شد. درصد بازیابی در استخراج نمونه¬های آب چاه، پساب کشاورزی و پرتقال بین 88 و 111 درصد به¬دست آمد. در بخش سوم، یک لایه نازک و انعطاف¬پذیر حاوی ذرات سیلیکا ایروژل روی بستر پلی¬آکریلونیتریل الکتروریسی شده تهیه شد و به عنوان فاز استخراجی در روش ریزاستخراج لایه نازک مورد استفاده قرار گرفت. جهت سنتز، لایه نازک پلی¬آکریلو نیتریل الکتروریسی شده در محیط بازی هیدرولیز شد و گروه¬های عاملی جدیدی بر روی سطح فیلم ایجاد شدند. سپس سیلیکا ایروژل به¬طور مستقیم روی سطح لایه نازک توسط فرایند سل-ژل تشکیل شد. از این روش جهت استخراج کلروپریفوس در نمونه¬های زیست محیطی استفاده شد. برای اندازه¬گیری آنالیت از سیستم شناسایی طیف¬سنج تحرک یونی با منبع یونیزاسیون تخلیه کرونا استفاده گردید. عوامل مؤثر بر بازده استخراج مورد بررسی قرار¬گرفتند. در شرایط بهینه محدوده خطی و حدتشخیص روش به ترتیب بین 1 و 100 میکروگرم بر لیتر و 3/0 میکروگرم بر لیتر به¬دست آمد. انحراف استاندارد نسبی درون روز و بین روز به¬ترتیب زیر 5 درصد و 12 درصد به¬دست آمد. درصد بازیابی کلروپریفوس در نمونه¬های پساب کشاورزی، آب چاه، آب رودخانه و نارنگی در محدوده 76 تا 112 درصد به¬دست آمد. در بخش نهایی، دو روش ریزاستخراج مایع-مایع پخشی و فیلم نازک جهت اندازه¬گیری مولینیت مورد استفاده قرار¬گرفتند. در روش ریزاستخراج مایع-مایع پخشی از کلروفرم ومتانول به ترتیب به عنوان حلال استخراجی وپاشنده استفاده شد. فیلم الکتروریسی شده حاوی نانوذرات چهارچوب فلز-آلی بر پایه مس به عنوان فاز استخراجی در مرحله ریزاستخراج فیلم نازک به¬کار برده شد. عوامل مؤثر بر بازده استخراج مورد بهینه¬سازی قرار¬گرفتند. در شرایط بهینه محدوده خطی روش و حدتشخیص برای مولینیت به¬ترتیب 5/0 تا 50 میکروگرم بر لیتر و 1/0 میکروگرم بر لیتر به¬دست آمد. انحراف استاندارد نسبی درون روز و بین روز زیر 9 درصد به¬دست آمد. از این روش برای اندازه¬گیری آفت کش مولینیت در نمونه آب چاه، پساب کشاورزی، آب رودخانه و سیب استفاده شد. درصد بازیابی بین 82 و 113 درصد برای روش مورد مطالعه حاصل شد.