بخشی از مقاله
خلاصه
به دلیل سمیت بالا ، ترکیبات فنول به عنوان یکی از متداولترین آلایندههای سمی زیست محیطی به شمار میآیند که عمدهترین روشهای انتشارآن در محیط زیست عبارتند از: استفاده بی رویه از برخی آفت کش ها ، پسابهای برخی ازصنایع مانند، صنایع دارویی ، صنایع رنگ سازی، پتروشیمی و نیروگاه های با سوخت زغال سنگ .لذا تعیین مقدار فنول در محیط بسیار حائز اهمیت می باشد. دراین تحیق یک زیست حسگر الکتروشیمیایی غیر آنزیمی برای تشخیص ترکیبات فنول بر اساس الکترود اصلاح شده نانوذرات پالادیوم - Pd NPs - و نانوذرات اکسید منگنز - MnO2 NPs - توسعه داده شده است. انتخابپذیری فنول بر روی نانوذرات MnO2 / PdCl2 بر اساس پتانسیل الکترواکسیداسیون متفاوت انجام شده است. نانوذرات MnO2 / PdCl2 نه تنها حساسیت خوبی داشتند بلکه دامنه تشخیص آن 6 M – 200 M می باشد که این دامنه تشخیص خطی بزرگی در مقایسه با حالات فعلی آنالیزهای مبتنی بر آنزیم را از خود نشان دادند . همچنین این بزیست حسگر دارای مقاومت خوبی در برابر انسداد سطح را دارا میباشد که حتی قادر به تشخیص در شرایط خنثی نیز است.
کلمات کلیدی : پالادیوم، اکسید منگنز، غیرآنزیمی، فنول
.1مقدمه
همواره طیف وسیعی از آلاینده های مختلف به طور دائمی به محیط زیست وارد می شوند [1 ] از بین تمامی آلاینده های محیط زیست ترکیبات آروماتیک بخصوص ترکیبات فنول و آمین های آروماتیک به دلیل قدرت آلایندگی بسیار بالا مشهور می باشند [2] این ترکیبات فنل، به گروه قابل توجهی تبدیل می شوند[3] به طور گسترده در انواع فعالیت های صنعتی مانند تولید رزین و پلیمر، تولید سموم دفع آفات ، خمیر کاغذ، داروها و دیگر محصولات مصنوعی استفاده میشود [4] با این حال، فنول ها به دلیل سمیت بالای آنها برای سلامت انسان و زندگی آبزیان بسیار خظرناک می باشند قرار گرفتن در معرض فنول ها از طریق جذب پوست، استنشاق بخارات و یا مصرف مستقیم می تواند باعث سوختگی شدید و اثرات مضر روی ریه، کبد، قلب و سیستم عصبی مرکزی میشود .[5] فنول به طور گسترده یکی از محصولات موجود در فرایندهای تجزیه بیولوژیکی میباشد.
به همین علت، بسیاری ازترکیبات فنول از جمله -2آمینو--4 کلروفنول ، -4کلرو--3متیل فنول ، -2کلروفنول ، -3کلروفنول ، -4کلروفنول، پنتا کلروفنول و تری کلروفنول در دستورالعمل CEE / 464/76 انجمن اروپایی اقتصادی - EEC - در مورد مواد خطرناک دفع شده در محیط آبزی گنجانده شده است. لیست اولویت آلودگیهای ایالات متحده آمریکا شامل 11 ترکیب فنولی میباشد که عبارتند از : -4 کلرو--3 متیل فنل ، -2کلروفنل ، 4،-2دی کورورفنول ، 4،-2دی متیل فنول ، 4،-2دی نیتروفنول ، -2 متیل-6،-4دی نیترو فنل ، -2نیتروفنول ، -4نیتروفنول ، پنتا کلروفنول و 6،4،-2تری کلروفنول .[6]بنابراین توسعه روش های تحلیلی خوب برای تشخیص فنول و در محیط زیست بسیار مهم است معمولا برای شناسایی و تعیین مقدار فنول تعدادی از روش های تحلیلی مانند کروماتوگرافی، الکتروفورز مویرگی و اسپکتروفتومتری به کار میروند.[7-9] با این حال، معایب اصلی این تکنیک ها سرعت پاسخ کم ، نیاز به ابزار دقیق گران قیمت بودن و همچنین زمان نمونه گیری زیاد است که به همین دلیل روشهای فوق را برای روال معمول مناسب نمی کند روش الکتروشیمیایی به راحتی این کاستی ها را برطرف می کنند و اجازه می دهد تا با حساسیت بسیار آنالیت را تعیین کنیم. در این کار ما پیشنهاد می کنیم که با استفاده از نانو ذرات MnO2 / PdCl2 در یک سیستم الکتروشیمیایی غیر آنزیمی جدید ترکیبات فنول را تشخیص دهیم.
.2 روش تحقیق
.2-1 معرفها و مواد
پرمنگنات پتاسیم 98 - - KMnO4 - ٪ - ، کلرید سدیم - 98 - - NaCl٪ - ، کلرید آمونیوم - 98 - - NH4Cl٪ - ، اتانول 97 - ٪ - ، سدیم دی هیدروژن فسفات 98 - - Na2HPO4 - ٪ - ، دی سدیم هیدروژن فسفات 98 - - NaH2PO4 - ٪ - ، فنول 98 - ٪ - کلرید پالادیوم - %60 - ، اسید سولفوریک - 98 - از کمپانی سیگما و مرک خریداری شده است. الکتروشیمیایی شامل یک سیستم سه الکترودی میباشد که در آن الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده به عنوان الکترود کار، سیم پلاتین به عنوان الکترود کمکی و الکترود کالومل اشباع - SCE - به عنوان الکترود مرجع مورد استفاده قرار میگیرد. تمام پتانسیلها در مقایسه با SCE اندازه گیری و گزارش شده است. محلولهای آزمایش 25 میلی لیتر PBS میباشد.
.2-3 آماده سازی نانو کامپوزیت دو هستهای MnO2 /Pd
الکترود اصلاح شده نانوکامپوزیت Pd / MnO2 به صورت مستقیم با استفاده از یک روش الکتروشیمیایی آسان ساخته میشود. همانطور که در شکل - 1 - مشاهده میشود ابتدا الکترود کربن شیشهای به صورت متوالی با استفاده از پودر آلومینا 1/0 ، 0/3 و 0/05 جلا و با اسید نیتریک 1 : 1 شستشو داده میشود. سپس الکترود با آب دیونیزه و اتانول بدون آب در شرایط اولتراسوند شستشو و در دمای اتاق خشک میشود - هر بار برای 5 دقیقه - . فیلم MnO2 در محلول بافر فسفات 0/1 مولار - PH = 7 - شامل 10 mM KMnO 4 , 0.5 M NaCl , 0.5 M NH4Cl با محدوده پتانسیلی 0.2 v -1.2v و سرعت روبش 20 mV·s-1 برای شش چرخه روی سطح الکترود کار دیپوز میشود. الکترود اصلاح شده با آب دیونیزه شستشو و به مدت 12 ساعت خشک میشود بعد از خشک شدن الکترود نانو ذرات Pd در محلول 0.5 M H2SO4 شامل 1×10 3 M کلرید پالادیوم با محدوده پتانسیلی 0.295v- 1.155v و سرعت روبش 1 0.1 V s برای هفت چرخه با استفاده از روش الکتروشیمیایی روی سطح الکترود کار MnO2 /GCE دیپوز میشود. الکترود اصلاح شده با آب دیونیزه چندین بار شستشو داده و در دمای اتاق به مدت 12 ساعت خشک میشود تا برای مطالعات الکتروشیمیایی بیشتر مورد استفاده قرار گیرد.
.3 نتایج وبحث
.1 - 3 مورفولوژی سطح الکترود
جهت بررسی لایه ایجاد شده بر روی سطح MnO2 از میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد. در جدول 1 آنالیز شیمیایی سطح الکترود به روش EDS بررسی شده است را مشخص می کند آنالیز شیمیایی از سطح الکترود ارائه شده
