تحقیق ارشد شیمی: مطالعه­ی تهیه وبه كارگیری كمپوزیت پلی ونیل ایمیدازول- نانو لوله­های كربنی به روش سل ژل به عنوان فیبر جدید میكرواستخراج فاز جامد

مطالعه­ی تهیه وبه كارگیری كمپوزیت پلی ونیل ایمیدازول- نانو لوله­های كربنی به روش سل ژل به عنوان فیبر جدید میكرواستخراج فاز جامد جهت تعیین تركیبات آلی فرار 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                        صفحه                

چکیده

فصل اول: آلاینده ها

1-1-آلاینده­ ها و منابع آنها

1-1-1-خواص فیزیکوشیمیایی

1-1-2- حلالیت در آب

1-1-3- ضریب توزیع آب- اکتانول

1-1-4- فشار بخار

1-1-5- ثابت قانون هنری

1-2- آلاینده های زیست محیطی و تاثیر آنها بر سلامتی

1-3- انواع آلودگی

1-3-1- آلودگی آب

1-4- مواد آلاینده آلی

1-5- انواع هوا

1-6- فرآیند تجزیه

1-6-1- نمونه برداری

1-6-2- نگهداری نمونه

1-6-3- آماده سازی نمونه

1-7- ریز استخراج با فاز جامد

1-7-1- کاربردهای SPME 

فصل دوم: آشنایی با روشهای میکرواستخراج

2-1- مقدمه 

2-2- آماده سازی نمونه

2-3- استخراج فاز جامد

2-4- روش­های میکرواستخراج

2-4-1- میکرواستخراج با فاز جامد(SPME

2-5- اصول میکرواستخراج فاز جامد بر پایه تکنیک سُل- ژل

2-5-1- تکنیک میکرواستخراج فاز جامد

2-6- شیوه های استخراج با SPME

2-6-1- استخراج مستقیم

2-6-2- استخراج از فضای فوقانی

2-6-3- SPME با غشاء محافطت شده

2-7- تئوری میکرواستخراج فاز جامد

2-7-1- اصول ترمودینامیک SPME

2-7-2- سینتیک

2-7-2-1- استخراج مستقیم

2-8- نقش پوشش فیبر

2-9- پیشرفت­های نوین در زمینه پوشش فیبرهای SPME و تکنیک­های مربوطه

2-9-1- فرایندهای پوشش دهی فیبر

2-9-1-1- استفاده مستقیم

2-9-1-2- نشاندن فیزیکی

2-9-1-3- روش الکتروشیمیایی

2-9-1-4- تکنولوژی سُل- ژل

2-10- معرفی روش سل – ژل

2-10-1- مراحل فرایند سل- ژل

2-10-3- انواع ژلها

2-10-4- مزایا و معایب روش سُل- ژل

2-10-5- معایب روش سُل- ژل

2-11- ساخت فیبرهای میکرواستخراج فاز جامد با استفاده از روش سُل- ژل

2-12- پارامترهای موثر در استخراج و بهینه سازی شرایط استخراج با SPME

2-12-1- بهینه سازی حجم نمونه

2-12-2- انتخاب حالت تحریک

2-12-3- زمان استخراج

2-12-4- دما

2-12-5- pH

2-12-6- غلظت نمک

2-12-7- کاربردهای SPME

2-13- ویژگی فیبر بر پایه سُل- ژل

2-14- نانو فناوری

2-15- تاریخچه فناوری نانو

2-16- طبقه بندی مواد نانومتری

2-17- نانو ذرات

2-17-1- خواص نانو ذرات

2-18- نانو ساختارها

2-18-1- انواع نانو ساختارها

2-19- نانوذرات

2-19-1- خواص نانو ذرات

2-19-2- خواص الکترونیکی و شیمیایی

 2-19-3- خواص مغناطیسی 

2-20- انواع نانو ذرات 

2-20-1- نانو ذرّات فلزی

2-20-2- نانو ذرّات سرامیکی

2-20-3- نانو کامپوزیت های نانو ذرّه ای سرامیکی

2-20-4- نانو ذرات نیمه رسانا(نقاط کوانتومی

2-21- انواع پوشش های ریز استخراج با فاز جامد

2-22- انواع روش های تهیه فیبر در SPME

2-22-1- استفاده مستقیم

2-22-2- ترسیب فیزیکی

2-22-3- ترسیب الکتروشیمیایی

2-23-انتخاب پوشش فیبر

فصل سوم: بخش تجربی

3-1- دستگاه های مورد استفاده

3-1-1- دستگاه کروماتوگرافی گازی

3-1-2- دستگاه اولتراسونیک

3-1-3- دستگاه سانتریفیوژ

3-1-4- همزن مغناطیسی

3-1-5- طیف سنج مادون قرمز (FT-IR

3-1-6- میکروسکوپ روبش الکترونی(SEM

3-2- مواد شیمیایی مورد استفاده

3-3- تهیه محلول های استاندارد

3-4- فعال­سازی بستر فیبر

3-5- میکرواستخراج فاز جامداز فضای فوقانی

3-6- شرایط دستگاه کروماتوگرافی گازی و بهینه­سازی آن

3-6-2- تنظیم­آشکارساز­جرمی­در­شرایط­مد­SIM

3-7- شرایط تزریق به دستگاه

3-8- ساخت سُل و تشکیل ژل برروی بستر شیشه­ای فیبر (تهیه کامپوزیت PVI/sol-gel

3-9- پیرشدن ژل، خشک شدن ژل و آماده سازی فیبرهای تهیه شده

3-10- انتخاب فیبر مناسب

3-10-1- بهینه سازی دمای اولیه ستون کروماتوگرافی

3-10-2- بهینه سازی زمان واجذب آنالیت از روی فیبر

3-10-3- بهینه سازی دمای واجذب آنالیت از روی فیبر

3-10-4- بهینه سازی سرعت جریان گاز حامل

3-11- شرایط بهینه برای سیستم استخراج

3-11-1- بهینه سازی دمای استخراج

3-11-2- اثر زمان استخراج

3-11-3- اثر اضافه کردن نمک به محلول

3-12- ارقام شایستگی و اندازه گیری های کمی

3-12-1- ارقام شایستگی برای فیبرهای تهیه شده

3-13- بررسی فاکتور تغلیظ برای فیبر ساخته شده

3-14- بررسی نمونه های حقیقی

3-15- بررسی ساختار فیبر با استفاده از میكروسكوپ الكترونی پویشی

نتیجه گیری

چكیده

فصل اول 

آلاینده ها و اهمیت اندازه گیری آنها

1-1 مقدمه:

برای مثال در یک تجزیه آماری از مخازن ذخیره زیر زمینی در آمریکا ،مشخص شده است که بیش از 90% از مخازن زیرزمینی دارای نشست مربوط به ایستگاههای پمپ بنزین بوده اند. عمده ترین عوامل ورود مواد هیدروکربنی از تانک های ذخیره منابع زیر زمینی ،ریزش مواد در هنگام تخلیه تانک عدم آبندی مناسب اتصالات ،ایراد در نصب سیستم لوله کشی- خوردگی مخازن فلزی و حوادث طبیعی می باشد. بطور کلی مخازنی که در برابر خوردگی حفاظت نشده اند- قابلیت زیادی برای نشت مقادیر قابل توجهی از مواد هیدروکربنی دارند. براساس استاندارد سازمان حفاظت از محیط زیست، یک لیتر بنزن، پتانسیل آلوده کردن دو میلیون متر مکعب آب را دارد.

آب های زیر زمینی علاوه بر مصارف آشامیدنی در سلامت منابع آبی دیگر ،از قبیل دریاچه ها نیز نقش مهمی را ایفا می کنند. به همین دلیل، جلوگیری از نشت آلودگی به منابع زیر زمینی می تواند مانع از آلودگی آب به مواد سمی برای انسان ها ، گیاهان و گونه های زیادی از حیوانات شود. جلوگیری از هدر رفتن مواد شیمیایی با ارزش، جلوگیری از خطر آتش سوزی و انفجار و پیشگیری از هزینه های بالای پاکسازی خاک و آب و جایگزینی منابع آلوده آب با منابع جدید و کیفیت بهتر آب به عنوان پارامترهای مهم در توسعه اقتصادی و انسانی هر منطقه، از جمله مزایای کنترل و پیشگیری از نشت آلاینده ها به شمار می روند. در حدود 80% مردم دنیا برای ادامه حیات به آبهای زیر زمینی وابسته اند هنگامی که این آبها با حضور مواد شیمیایی همچون بنزن آلوده شوند قطعا سالها زمان لازم است تا بتوان آثار آنها را پاک و یا بهبود بخشید