بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به خطر آلایندههای گوگردی برای محیط زیست و تجهیزات فرایندی در این کار پژوهشی روی سطح یک الکترود طلای خالص لایهای از نانو ذرات مس، لیگاند سنتزی و پلی پیرول قرار داده شد و از آن به منظور تشخیص و اندازه گیری غلظت آلایندههای گوگردی استفاده شده است. توانایی نانو مواد در تسریع و تسهیل انتقال الکترون از سطح آلاینده به سطح الکترون امکان طراحی نانو حسگرها را فراهم کرده است. به منظور اصلاح کردن، روی الکترود لایهای از پلی پیرول نشانده شده و در مرحله بعدی لایه ای لیگاند و نانو ذره مس روی سطح الکترود نشانده شد و با قرار دادن الکترود اصلاح شده با نانو ذره در محلول آلاینده حساسیت و قدرت تشخیص آلایندهها در الکترود بررسی گردید. اطلاعات از دستگاه اوتولب دریافت و در نرم افزار Exsel 2007 مورد تجزیه تحلیل قرار گرفت. پارامترهای شیمیایی و دستگاهی که روی پاسخ سنسور تأثیر داشتند بهینه گردیدند.
واژههای کلیدی: مرکاپتان، آلایندههای گوگردی، الکترود اصلاح شده، نانو ذرات مس، پلی پیرول، الکتروشیمی تجزیهای، لیگاند
-1 مقدمه:
امروزه روشهای الکتروشیمیایی به طور گسترده برای مطالعه واکنشهای شیمیایی آلی و معدنی و برای به دست آوردن اطلاعات ترمودینامیکی و سنتیکی در محلولهای مختلف مورد استفاده است. با استفاده از یک الکترود اصلاح شده میتوان در موارد مورد نظر پاسخ مناسب و قابل اعتمادی دست پیدا کرد. در این زمینه در سالهای اخیر فعالیت هایی صورت گرفته است. در سال،2002 لوچیچ و همکارانشان با یک الکترود اصلاح شده به بررسی و تشخیص هیدرو کربنهای سنگین در آب دریا پرداختند و با تکنیک ولتامتری چرخه ای - - cv و نانو ذرات طلا توانستند مواد نفتی را در نمونه آب دریا تشخیص دهند.[1]در سال 2012، استریت و همکارانشان - - ISSN 1454-2358 الکترود اصلاح شده را در نمونه خاکهای آلوده شده با مواد نفتی مورد بررسی قرار دادند و با استفاده از تکنیک الکتروشیمیایی چرخهای - - cv و استفاده از نانو ذرات نیکل توانستند مواد موجود در خاک آلوده را شناسایی و تعیین غلظت کنند. [2]
در سال 2014، باباخانیان و همکاران - - - 2014 - 185-190 با استفاده از الکترود طلا به شناسایی و تعیین غلظت ویتامین B9 در نمونه خون انسان پرداختند. این سنسور با استفاده از پلی پیرول و نانو ذرات طلا اصلاح گردید .[3]الکترود اصلاح شده طلا - شکل - 1 با هزینه پایین و کاربرد بالا و ماندگاری مناسب و تکرار پذیری میتواند راهکاری مناسب برای تشخیص و تعیین غلظت آلاینده مورد نظر در نمونه مورد مطالعه ارائه دهند. در این تحقیق روی الکترود طلای خالص نانو لایههای کامپوزیتی از مواد پلیمری و نانو ذرات فلزی قرار داده شد تا پاسخ مناسبی از واکنش مواد مورد مطالعه روی سطح الکترود دریافت گردد. اثر پارامترهایی همچون pH، نمکهای الکترولیت، پارامترهای دستگاهی، سرعت اسکن، فرکانس و نظارت سطحی با STM روی الکترود بررسی شده و تمام عوامل موثر برای رسیدن به پاسخ مناسب شناسایی و بهینه شده است.
-2 ولتامتری:
در ولتامتری در سطح یک الکترود با پتانسیل معین یک واکنش انتقال الکترون صورت میگیرد. وسعت دامنه واکنش به وسیله غلظت گونه الکترواکتیو تعیین میشود. شدت جریان حاصل فقط یک جریان گذراست و سرعت به صفر تقلیل خواهد یافت مگر اینکه مکانیسمهایی موجب تجدد مواد الکترواکتیو گردندمعمولاً. دو روش برای حذف مواد واکنش از سطح الکترود وجود دارد. روش جا به جایی اجباری با یک همزن و یا روش دوم که با انتشار و یا انتقال جرم که به واسطه انتشار مواد روی سطح الکترود انجام میشود. هرگاه جریانی از محلول بر روی الکترود قرار گیرد هر دو روش موثر بوده ولی یکی از دو روش همیشه از روش دوم قویتر بوده و دارای تاثیر بیشتر است. اگر محلول هم زده شود روش انتقال اجباری و اگر هم زده نشود روش انتشار مورد توجه بیشتری قرار می گیرد و عامل انتقال ماده میشود. به طور معمول فرض بر این است یک فیلم نازک از ماده همیشه روی سطح الکترود قرار دارد که حالت ایستا دارد و تحت تأثیر هم زده شدن قرار نگرفته است و انتقال مواد در این فیلم تحت تأثیر انتشار صورت میگیرد .[4]
1-2 ولتامتری چرخه ای
ولتامتری چرخهای، یکی از متداولترین تکنیکهای مورد استفاده برای بدست آوردن اطلاعات کیفی در مورد اکثر واکنشهای الکتروشیمیایی است.ولتامتری چرخهای، شامل روبش خطی پتانسیل با استفاده از موج پتانسیل مثلثی در یک محلول ساکن است. در حین روبش پتانسیلواستات جریان حاصل از پتانسیل به کار رفته را اندازه گیری میکند . نمودار حاصل از رسم جریان در برابر پتانسیل ولتاموگرام نام دارد. یک ولتاموگرام تابعی است پیچیده از متغیر زمان و مشتمل بر تعداد زیادی متغیرهای فیزیکی و شیمیایی میباشد در شکل - - 2 یک ولتاموگرام با مشخص شدن نقاط اکسایش و احیا ارائه شده است.
2-2 الکترود اصلاح شده:
