30318

شناسايي آرسنيك در محيط‌هاي آبي با استفاده از نقاط كوانتومي كربن اصلاح شده

كارشناسي ارشد

شيمي- شيمي تجزيه

1399

1402/7/17

منصور انبياء

شيمي

در اين پايان نامه با استفاده از نقاط كوانتومي كربن آلاييده شده با نيتروژن و سولفور و كامپوزيت شده با نانو صفحات منگنز دي اكسيد، يك حسگر سبز با كارايي بالا جهت غلظت سنجي و شناسايي آرسنيك در محيط‌هاي آبي طراحي شده ‌است. نقاط كوانتومي كربن با توجه به خصوصياتي مانند سبز بودن، سنتز آسان، پيش ماده‌هاي ارزان قيمت، پايداري فتوشيميايي بالا، پيك نشر باريك و امكان كامپوزيت كردن اين نقاط كوانتومي، اين نانو مواد را به گزينه‌هاي مناسبي براي ساخت حسگر نوري تبديل كرده است. از طرفي نانو صفحات منگنز دي اكسيد داراي ويژگي‌هايي مانند ظرفيت جذب مناسب، طيف جذب گسترده و سنتز آسان مي‌باشند. امكان كامپوزيت كردن اين نانو مواد با نقاط كوانتومي كربن وجود دارد كه مي‌توان، با توجه به‌ اين مزايا حسگري با كارايي بالا براي شناسايي آرسنيك در محيط‌هاي آبي طراحي كرد. جهت مشخصه‌يابي حسگر از دستگاه‌هاي مادون قرمز تبديل فوريه(FT-IR) ، طيف سنجي جذب مولكولي (Uv-Vis)، فلورسانس مولكولي (PL)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و پتانسيل زتا استفاده گرديد. پس از مشخصه‌يابي، بهينه سازي حسگر براي شناسايي آرسنيك صورت گرفت. منحني كاليبراسيون در شرايط بهينه (غلظت حسگر 9 ميلي گرم برليتر، زمان حسگري 10 دقيقه و 5ر6=pH ) رسم شد و گستره خطي حسگر براي شناسايي آرسنيك بين 00ر45-00ر2 ميكرو گرم برليترو حد تشخيص حسگر 08ر1 ميكروگرم برليتر به دست آمد. گزينش پذيري حسگر در حضور يون‌هاي مختلف و نمونه‌هاي حقيقي بررسي شد كه نتايج به دست آمده، حاكي از گزينش پذيري خوب حسگر مي‌باشد. اين حسگر از ويژگي‌هايي مانند سنتز كم‌هزينه، گستره خطي خوب، حد تشخيص مناسب، زمان مناسب پاسخ‌دهي، زيست سازگار بودن و گزينش پذيري خوب برخوردار مي‌باشد.

1402/10/19

Detection of arsenic in aqueous media using modified carbon quantum dots

10/8/2024 12:00:00 AM

In this work, a high-performance green sensor was designed for the determination and identification of arsenic in water samples using carbon quantum dots doped with nitrogen and sulfur and composited with manganese dioxide (MnO2) nanosheets. Carbon quantum dots due to their characteristics such as greenness, easy synthesis, inexpensive precursors, high photochemical stability, narrow emission peak and the possibility of composites of these quantum dots have made these nanomaterials suitable options for making optical sensors. On the other hand, manganese dioxide nanosheets can be designed as a high-performance sensor for the determination of As(III) in water environments due to its features such as good absorption capacity, broad absorption spectrum, easy synthesis, and the possibility of composite nanomaterials with other carbon quantum dots.To characterize the synthesized sensor from Fourier transform infrared (FT-IR), molecular absorption spectroscopy (Uv-Vis), molecular fluorescence spectroscopy (PL), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM) and potential Zeta was used.Then the sensor was optimized for arsenic determination. In optimal conditions (sensor concentration 9 ppm, sensing time 10 minutes and pH = 6.5), the calibration curve was drawn and the linear range of the sensor was between 2.00-45.00 ppb and the detection limit of the sensor 1.08 ppb. The selectivity of the sensor was checked in the presence of different ions and real samples, and the results indicate the good selectivity of the sensor. This sensor has features such as low cost, good linear range, suitable detection limit, suitable response time, biocompatibility and good selectivity.

حسگر نوري , نقاط كوانتومي كربن , نانوصفحات منگنز دي اكسيد , كامپوزيت‌هاي منگنز دي اكسيد , آرسنيك

optical sensor , Carbon Quantum dots , Manganese dioxide nanosheets , Manganese dioxide composites , arsenic

Mohammad Reza Jafari

Dr. Mansoor Anbia