عنوان پایان‌نامه
سنسور الکتروشیمیایی جهت اندازه گیری یون فسفات
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 920;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50745
- تاریخ دفاع
- ۱۸ آبان ۱۳۹۰
- دانشجو
- مهدی تبریزیان
- استاد راهنما
- محسن صارمی
- چکیده
- فسفات از جمله یونهایی است که در بویلرها و برجهای خنک کننده می تواند از ایجاد رسوب جلوگیری کند. همچنین آگاهی از مقدار این یون در محلولها و خاک دربخش¬هایی چون کشاورزی و تشخیص¬های طبی نیز کمک کننده است. طیف سنجی نوری از جمله روشهای متداول برای اندازه گیری این یون می باشد، اما امروزه استفاده از حسگرها بر اساس سیستمهای الکتروشیمیایی نسبت به این روش ترجیح داده می¬شود زیرا بصورت سریع و ارزان و با دقت بالا مقدار فسفات را در محلولهای مختلف تعیین می¬نماید. از این رو در این پروژه ایجاد یک حسگر الکتروشیمیایی با استفاده از پلیمر هادی (پلی پیرول) مورد نظر قرار داده شد. با توجه به واکنش مولیبدات و فسفات، از پلی پیرول دوپ شده با مولیبدات که بر روی گرافیت به روش گالوانواستات سنتز شده استفاده شد بررسی مورفولوژی آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی انجام و سپس برای بررسی وجود خواص حسگری فسفات در الکترود سنتز شده آزمایشات الکتروشیمیایی انجام شد. در حضور اسید نیتریک حضور واکنش های اکسیداسیون/احیا دیده شد. با استفاده از بررسی تأثیر نرخ روبش این واکنش ها جزو واکنشهای نفوذ-کنترل شناخته شد و سپس با استفاده از نمودار¬های کرونوآمپرومتری بهترین میزان اعمال پتانسیل برای حسگر جریان¬سنج 35/0 ولت نسبت به کالومل اشباع تشخیص داده شد. با استفاده از نمودارهای جریان-زمان ضریب نفوذ یون فسفات cm2 s-16-10× 9/1 بدست آمد. کالیبراسیون نمودار نشان دهنده دامنه خطی در بازه 20-1 میکرو مولار بود. حساسیت، M-1? A? 50/8 و حد تشخیص برابر با 7/0 میکرو مولار بدست آمد.تکرار پذیری تولید 9/3% و قدرت بازیابی در عملکرد الکترود2/5% می¬باشد. واژه های کلیدی: پلی پیرول، مولیبدات، حسگر آمپرومتریک یون فسفات
- Abstract
- Phosphate ion is one of the ions used in boilers and cooling towers to prevent scaling. Additionally, measuring the amount of this ion in agricultural works and clinical diagnoses is also interested. Conventional method for measurement of phosphate ion is spectrophotometric but nowadays electrochemical sensors are more preferred because they are fast, low cost and accurate. In this project investigation on an electrochemical sensor based on conductive polymer (poly pyrrole) was done. The sensor function is based on the reaction between phosphate ion and molybdate which is doped in polypyrrole by electro-polymerisation. The surfapce morphology of the Ppy and the sensor’s function was achieved using SEM and electrochemical methods respectively. Redox reaction was observed in presence of nitric acid in cyclic voltametry of the sensor in phosphate ions. The linear relationship between scan rate square and peak currents shows it is a diffusion-controled reaction. The Choronoamperometric measurements showed that at 0.35 V (versus SCE) the optimum condition for sensing phosphate ion will be obtained. Linear response range of 1-20 µM of phosphate ions was obtained with a sensitivity of 8.50 µAµM-1 and the detection limit was 0.7 µM. the reproducibility and repeatability of the sensor were 3.9% and 5.2% respectively.
