Geri Dön

Hidrojen peroksit tayini için gümüş nanopartikül esaslı sensör geliştirilmesi

Development of silver nanoparticle-based sensor for hydrogen peroxide determination

PDF İndir

  1. Tez No: 431945
  2. Yazar: SELEN DURMAZEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA REŞAT APAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Atmosferik olaylarda, biyokimyasal süreçlerde ve endüstriyel alanda önemli rol oynayan hidrojen peroksit (H2O2) enerjetik malzemeler sınıfından peroksit temelli patlayıcıların da başlangıç maddesidir. Peroksit tipi bir patlayıcı olan triaseton triperoksit (TATP)'nin yapısında kromojenik ve florojenik grup bulunmamasından dolayı tayin yöntemleri genellikle asidik hidrolizi sonucu açığa çıkan hidrojen peroksitin tayin edilmesine dayanmaktadır. Tez çalışmasının amacı, hidrojen peroksit tayini için düşük maliyetli, seçici, duyarlı, konvansiyonel laboratuarlarda ve sahada kolay kullanılabilen bir kolorimetrik sensör geliştirilmesi ve peroksit temelli patlayıcılara da uyarlanabilmesidir. Geliştirilen nanopartikül temelli kolorimetrik sensörün tayin prensibi, hidrojen peroksitin nötral pH'da gümüş nanopartiküllere karşı yükseltgen davranışından yararlanarak açığa çıkan gümüş (Ag+) iyonlarına yüksek duyarlılıkla ilgi gösteren 3,3',5,5'-tetrametilbenzidin (TMB) reaktifi ile oluşan mavi rengin UV-görünür bölge spektrofotometresinde 655 nm dalgaboyunda absorbans ölçümünün yapılmasına dayanmaktadır. Yöntemin peroksit temelli patlayıcılara uygulanması aşamasında TATP'nin hidrojen peroksite hidrolizi için yaygın olarak kullanılan asidik hidroliz yöntemlerine sahada alternatif olabilecek bir metot sunulmuş ve bu metotta TATP, kuvvetli asidik katyon değiştirici reçine Amberlyst-15 ile hidrojen peroksite hidroliz edilmiş ve elde edilen çözeltiye geliştirilen yöntem uygulanmıştır. Geliştirilen spektrofotometrik sensörün molar absorptivitesi H2O2 ve TATP için sırasıyla 2,8 × 104 ve 6,9 × 103 L mol-1 cm-1 'dir. Gözlenebilme ve tayin sınırları (LOD ve LOQ değerleri) ise şu şekildedir: H2O2 için LOD = 2,0 × 10-8 mol L-1 ve LOQ = 6,67 x 10-8 mol L-1, TATP için LOD = 0,31 mg L-1 ve LOQ = 1,04 mg L-1'dir. Hidrojen peroksit için sık rastlanan anyonların ve katyonların (Ca2+, Mg2+, Fe3+, Fe2+, Pb2+, Cu2+, Al3+, K+, SO42- ve NO3-) bu sensöre girişim etkisi incelenmiştir. Ayrıca TATP tayinine TNT, RDX, PETN ve NH4NO3 gibi yaygın kullanılan patlayıcıların ve TATP'yi kamufle etmek amacıyla kullanılan asetilsalisilik asit, parasetamol, tatlandırıcı ve ev tipi deterjanın etkisi araştırılmıştır. Geliştirilen tayin yöntemi, hidrojen peroksit için titanil sülfat (TiOSO4) kolorimetrisi ve TATP için GC-MS referans yöntemlerine karşı t- ve F- testleri yardımıyla istatistiksel olarak valide edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Hydrogen peroxide (H2O2), which has an important role in atmospheric phenomena, biochemical processes and industrial areas, is also a synthetic precursor and degradation product of peroxide-based explosives, such as TATP. TATP neither contains a chromogenic nor fluorogenic functional group. Therefore, hydrogen peroxide generally regarded as a signature compound for detecting this explosive. In this respect, the aim of this study is the development of spectrophotometric sensor that can be selective, sensitive, cost-efficent and easy-to-use in conventional laboratories for hydrogen peroxide detection. Therefore, the new sensor enables the determination of peroxide-based explosives. Detection principle of developed sensor is;, the reaction of hydrogen peroxide, which has a powerful oxidizing feature, and zero-valent silver nanoparticles (Ag0NP), in neutral medium. Essentially the reaction produces silver ions (Ag+) and using a chromogenic reagent 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine (TMB) as a selective and sensitive indicator for silver ions. The absorbance of color change (from yellow to blue) is detected by UV/visible spectrophotometer at 655 nm. A new hydrolysis method for the degradation of TATP to hydrogen peroxide, using strongly acidic cation exchanger resin AMBERLYST-15 were presented while applying the sensor to peroxide-based explosives. Molar absorptivity (ɛ), limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) limits for developed sensor are as follows: For H2O2, ɛ = 2,8 × 104 L mol-1 cm-1, LOD = 2 × 10-8 mol L-1, LOQ = 6,67 × 10-8 mol L-1 and for TATP, ɛ = 6,9 × 103 L mol-1 cm-1, LOD = 0,31 mg L-1, LOQ = 1,04 mg L-1. Additionally, the interference effects of various anions and cations, on H2O2 ,such as NO3-, SO42-, K+, Mg2+, Ca2+ , Cu2+, Fe2+, Fe3+, Al3+ and Pb2+ were studied. Also the developed method was applied to TATP samples and synthetic mixtures of commonly used explosives (RDX, TNT, PETN and NH4NO3). Also the interference effect of detergents, sugar, sweeteners, acetylsalicylic acid (aspirine) and paracetamol-based painkiller drugs, which are used as camouflage while carrying the explosives, were examined. The developed method is statistically validated against titanium(IV) oxysulfate (TiOSO4) method (for H2O2) and GC-MS method (for TATP) existing in the literature using t- and F- tests.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    816083

    Silver nanoparticles doped antimicrobial biocomposite for hydrogen peroxide biosensor

    Gümüş nanopartikül katkılı antimikrobiyal biyokompozit ile hidrojen peroksit biyosensörü

    EYLEM ÇAĞRICAN GÖK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

  2. Tez No

    674224

    Gliadin tayini için grafen oksit ve nanopartikül temelli elektrokimyasal immünosensör geliştirilmesi

    Development of electrochemical immunosensor for gliadin determination based on graphene oxide and nanoparticle

    BETÜL ŞENOL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyokimyaKütahya Dumlupınar Üniversitesi

    Biyokimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DERYA KOYUNCU ZEYBEK

  3. Tez No

    645959

    Adli genetik laboratuvarlarında biyogüvenlik

    Biosecurity in forensic genetics laboratories

    TUBA TÜRK ÇINAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Adli TıpÜsküdar Üniversitesi

    İş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KAAN YILANCIOĞLU

    ÖĞR. GÖR. RÜŞTÜ UÇAN

  4. Tez No

    437836

    Development of a new spectrophotometric method for the determination of hydrogen peroxide

    Hidrojen peroksit tayini için yeni bir spektrofotometrik yöntemin geliştirilmesi

    TUĞBA YAVUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    KimyaEge Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LEVENT PELİT

  5. Tez No

    829845

    Hidrojen peroksit tayini için peroksidaz temelli poli-L-histidin modifiye camsı karbon enzim elektrot hazırlanması

    Preparation of peroxidase-based poly-L-histidine modified glassy carbon enzyme electrode for hydrogen peroxide determination

    ELİF ULUKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FUNDA ÖZTÜRK

Geri Dön