مقاله رایگان درباره نيکل، الکترودهاي، مولکولي

دانلود پایان نامه ارشد

زئوليت را در مخلوطي از پودر گرافيت و يک روغن نظير پارافين توزيع ميکنند [210-208].
ترکيبات مختلف را ميتوان بهطور مستقيم در طي سنتز زئوليت و يا بعد از سنتز از طريق تعويض يون يا پيشتغليظ روي زئوليت تثبيت نمود. در صورتيکه اين ترکيبـات داراي رفتار الکتروشيـميايي برگشتپذير باشند، ميتوان با تهي? الکترودهاي اصلاح شد? زئوليتي که اين ترکيبات داخل حفرات آن قرار دارند، به مطالع? رفتار الکتروکاتاليزي گونههاي شيميايي ديگر اقدام نمود [215-211]. کاتيونهاي فلزات واسطه بيشترين قدرت کاتاليزوري را در محيطهاي قليايي ظاهر ميکنند و استفاده از مـحلول قلـيايي آنـها در پيلهاي سوختي مزايايي نظير افزايش کارايي و انتخاب وسيعتري از مواد الکترودي ممکن را دارد [184،216،217].
مخلوط پاراستامول175 (PAR)، فنيل افرين هيدروکلريد176 (PHE) و کلرو فنير آمـين مـالئات177 (CLP) بهطور گستردهاي در درمان بيماريهايي نظير سرفه، تب، سردرد و سرماخوردگي بهکار ميروند [218]. پاراستامول (N- استيل- پارا آمينو فنل) بهعنوان داروي تببر و ضد درد ميباشد که ساختار شيميايي آن در شکل 7-1 (الف) نشان داده شده است [219]. فنيل افرين هيدروکلريد (R- 3- هيدروکسي-?- [(متيل آمينو) متيل] بنزن متانول هيدروکلريد) نيز بهعنوان دارويي جهت درمان بيماريهاي عصبي، ضد گرفتگي بيني و کاهش دهند? تورم سينوسها و غشاء مخاطي بيني بهکار ميرود که ساختار شيميايي آن در شکل 7-1 (ب) آمده است [220]. همچنين، داروي کلرو فنير آمين مالئات با فرمول شيميايي (2- پيريدين پروپان آمين، ?- (4- کلرو فنيل)- N و N- دي متيل، (Z)- بوتان دي اوات) بهعنوان داروي ضد حساسيت و ضد سرفه بهکار ميرود که ساختار شيميايي آن در شکل 7-1 (پ) نشان داده شده است [218]. فنونهاي تجزيهاي نظير طيف نورسنجي [226-221]، کروماتوگرافي [234-227] و ولتامتري [239-235] براي اندازهگيري اين داروها گزارش شده است. بهعنوان مثال بابايي178 و همکاران [237] از الکترود خمير کربن اصلاح شده با زئوليت NaY دوپه شده با Cu(II) براي اندازهگيري پاراستامول و مفناميک اسيد179 استفاده نمودند.
با توجه به جستجوهاي بهعمل آمده، تاکنون از الکترود خمير کربن اصلاح شده با غربالهاي مولکولي و نانوذرات نيکل فسفات براي الکتروکاتاليز اکسايش متانول و اندازهگيري داروهاي PAR، PHE و CLP استفاده نشده است. لذا در بخش اول اين فصل، تصميم گرفته شد تا از غربالهاي مولکولي و نانوذرات نيکل فسفات سنتزي براي اصلاح الکترود خمير کربن استفاده شود و از اين الکترودهاي اصلاح شده در فرآيند الکتروکاتاليز اکسايش متانول در محيط قليايي با روش ولتامتري چرخهاي180 (CV) استفاده گردد. در بخش دوم اين فصل، از الکترود خمير کربن اصلاح شده با نانوذرات نيکل فسفات بهعنوان يک حسگر پالس ولتامتري تفاضلي181 (DPV) براي اندازهگيري داروهاي PAR، PHE و CLP استفاده شد.

شکل 7-1- فرمول شيميايي گسترد? داروها: (الف) پاراستامول، (ب) فنيل افرين هيدروکلريد و (پ) کلرو فنير آمين مالئات.

7-2- بخش تجربي
7-2-1- مواد مورد استفاده و روش تهي? محلولها
جدول 7-1 مشخصات مواد شيميايي مورد استفاده براي الکتروکاتاليز اکسايش متانول با روش CV و اندازهگيري داروهاي پاراستامول (PAR)، فنيل افرين هيدروکلريد (PHE) و کلرو فنير آمين مالئات (CLP) با روش DPV را نشان ميدهد. مـحلول مـادر داروها با حل کردن 250 مـيليگرم از هر ماده در بالن 50 ميليليتري توسط آب دو بار تقطير تهيه شد. غلظت مولار PAR، PHE و CLP در محلول مادر بهترتيب 2?10× 307/3، 2?10× 664/4 و 2?10× 279/1 بود. سپس محلولهاي ثانويه با حل کردن حجم مشخصي از محلولهاي مـادر اوليه در بالن 5 ميليليتري توسط آب دو بار تقطير تهيه شدند.

جدول 7-1- مشخصات مواد شيميايي مورد استفاده براي مطالع? الکتروکاتاليز اکسايش متانول و اندازهگيري داروهاي پاراستامول، فنيل افرين هيدروکلريد و کلرو فنير آمين مالئات.

رديف
نام ترکيب
فرمول ماده
شرکت
1
نيکل کلريد شش آبه
NiCl2.6H2O
مرک
2
فسفريک اسيد
H3PO4
فلوکا
3
(2- هيدروکسي اتيل) تري متيل آمونيوم هيدروکسيد
C5H14NO2H
مرک
4
تترا پروپيل آمونيوم هيدروکسيد
(C3H7)4NOH
فلوکا
5
روغن پارافين
چگالي: g cm-3 88/0
فلوکا
6
پودر گرافيت
قطر ذرات: mm 1/0
مرک
7
سديم هيدروکسيد
NaOH
مرک
8
متانول مرتبه HPLC 99/99 %
CH3OH
فلوکا
9
پاراستامول (استامينوفن)
C8H9NO2
سيگما-آلدريچ
10
فنيل افرين هيدروکلريد
C8H9NO2
سيگما-آلدريچ
11
کلرو فنير آمين مالئات
C8H9NO2 .C4O4H4
سيگما-آلدريچ

7-2-2- سنتز غربالهاي مولکولي و نانوذرات نيکل فسفات
براي سنتز غربال مولکولي NP1، ابتدا 955/2 گرم نيکل کلريد شش آبه در mL 4/9 آب مقطر حل نموده و بعد از آن مقدار mL 5/2 فسفريک اسيد 5 مولار به محلول فوق با همزدن اضافه گرديد و 5 دقيقه همزده شد. سپس مقدار mL 4/32 از قالب دهنده (2- هيدروکسي اتيل) تري متيل آمونيوم هيـدروکسيد (2-HETMAOH) يک مولار بهصورت قطرهقطره افزوده شد که طي افزودن آن رسوب سبزرنگ تشکيل شد. بعد از 30 دقيقه همزدن در دماي اتاق، مخلوط حاصله با نسبت مولي H2O 125 :(2-HETMAOH) 62/1 😛 :Ni در ظرف تفلوني 60 مـيلي ليتري ريخته و در اتوکلاو استيلي قرار داده شد. سپس در آون با دمـاي °C 180 به مدت 72 ساعت قرار داده شد. بعد از جداسازي محصول توسط صاف کردن، پودر جامد سبزرنگ حاصل چندين بار با آب دو بار تقطير شسته و بهمدت يک شبانه روز در °C 90 خشک گرديد. براي سنتز نانوذرات نيکل فسفات (نمونه NP2) در حضور تترا پروپيل آمونيوم هيدروکسيد (TPAOH) مشابه روش فوق عمل شد، به جزء اينکه مخلوط بهمدت يک ساعت تحت تابشدهي ريزموج قرار گرفت و سپس بهمدت 48 ساعت در آون °C 180 قرار داده شد.
براي تهي? نمونه NP3، محلول اتانولي نيکل کلريد 03/0 مولار بهصورت قطرهقطره به ظرف حاوي 35/0 گرم نمونه NP1 در mL 20 اتانول اضافه شد. مخلوط حاصله بهمدت 24 ساعت همزده شد و سپس مخلوط حاصله را صاف نموده و چندين بار با آب دو بار تقطير شسته شد و بهمدت يک شبانه روز در °C 90 خشک گرديد. نمونه NP4 مشابه فرآيند فوق تهيه شد، به جزء اينکه محلول اتانولي نيکل کلريد 06/0 مولار استفاده گرديد. براي تهي? نمونه NP5، ابتدا نمونه NP1 را در دماي °C 400 بهمدت 6 ساعت کلسينه نموده [21] و سپس فرآيند مبادله کاتيون با محلول اتانولي نيکل کلريد 06/0 مولار انجام شد.

7-2-3- دستگاهوري
براي انجام آزمايشات ولتامتري چرخهاي از سيستم تجزيهگر الکتروشيميايي پالمسنس182 استفاده شد و بهمنظور کاهش مداخله افت اهمي از سيستم سه الکترودي استفاده شد: (الف) از يک الکترود نقره/ نقره کلريد/ پتاسيم کلريد (3 مولار) بهعنوان الکترود شاهد استفاده شد. (ب) از يک سيم پلاتيني بهعنوان الکترود مخالف يا کمکي در ثبت ولتاموگرامهاي چرخهاي استفاده شد. (ج) از الکترود خميرکربن اصلاح نشده (ساده)، الکترود خمـيرکربن اصلاح شده با غربال مـولکولي نيکل فسفات VSB-5 و نانوذرات نيکل فسفات بهعنوان الکترودهاي کار استفاده شد.
پالس ولتاموگرامهاي تفاضلي داروها توسط سيستم تجزيهگر الکتروشيميايي پالمسنس با سيستم سه الکترودي فوق با دامنه پالس mV 25، سرعت روبش پتانسيل mV s?1 20، توالي پالس s 3/0 و پله پتانسيل V 005/0 در محلول بافر تريس- HCl (M 01/0) با 0/7 pH = ثبت گرديد. از pH سنج متراهم183 براي تنظيم pH استفاده شد.

7-2-4- نحو? تهيه الکترودها
الکترود خمير کربن ساده از مخلوط کردن پودر گرافيت و روغن پارافين در يک هاون دستي و همزدن تا حصول يک مخلوط خميري همگن تهيه شد. خميرکربن واجد غربال مولکولي و نانوذرات نيکل فسفات از مخلوط کردن روغن پارافين، 60 ميليگرم پودرگرافيت و 10 ميليگرم غربال مولکولي در يک هاون دستي و همزدن تا حصول يک مخلوط خميري کاملاً همگن بهدست آمد. خمير کربن بهدست آمده در هر دو مورد (خميرکربن ساده و خميرکربن واجد غربال مولکولي) به انتهاي باز وکاملاً صاف شد? يک لول? شيشهاي به شعاع داخلي mm 7/1 وارد ميشود و با ماليدن سطح الکترود بر روي يک ورق سفيد کاغذ گلاسه، سطح کاملاً صاف و يکنواختي حاصل ميگردد. براي برقراري اتصال الکتريکي الکترود، از يک سيم مسي استفاده ميشود که از يک طرف وارد لول? شيشهاي شده و با خمير اتصال مييابد و از طرف ديگر توسط يک فيش به دستگاه الکتروشيميايي متصل ميشود. ساختار الکترود به گونهاي است که مثل يک پيسـتون عمل ميکند. بدين طريق که با فشار دادن سيم مسي موجود در لوله به طرف پائين، ميتوان مقداري از خميرکربن موجود را از انتهاي لوله به راحتي خارج نمود و پس از قطع نمودن، سطح آن را صاف نموده و مورد استفاده قرار داد. الکـترودهاي تهيـه شد? فـوق بهصـورت NP1/CPE، NP2/CPE، NP3/CPE، NP4/CPE و NP5/CPE نـامگذاري شدند. همچنين الکترودهاي واجد نيکل که از غوطهورسازي الکترودهاي فوق در محلولي 1/0 مولار نيکل کلريد بهمـدت 5 دقيقه و سپس شستشـوي کامل الکترودها با آب دوبـار تقطير تهيه شـدند، بـهصـورت Ni-NP1/CPE، Ni-NP2/CPE، Ni-NP3/CPE، Ni-NP4/CPE و Ni-NP5/CPE نـام بـرده ميشوند. براي مطالع? اثر زمان تجمع يون نيکل(II) بر روي الکترودهاي اصلاح شده، الکترودها در زمانهاي مختلف (10 تا 500 ثانيه) در محلول 1/0 مولار نيکل کلريد قرا داده شد که بهترين زمان تجمع يون نيکل بر روي سطح الکترودهاي فوق، 300 ثانيه (5 دقيقه) بهدست آمد.

7-3- بحث و نتيجهگيري
7-3-1- تبلور غربالهاي مولکولي نيکل فسفات
شکل 7-2 (الف) الگوي XRD بههمراه تصوير SEM نمونه NP1 را نشان مي دهد که اين نمونه در آون °C 180 بهمدت 72 ساعت سنتز شد. اين شکل نشان ميدهد که ساختار VSB-5 تشکيل شد [21]. شکل 7-2 (ب) الگوي XRD بههمراه تصوير SEM نمونه NP2 را نشان مي دهد که در حضور قالب دهنده TPAOH، ذرات کروي شکل نيکل فسفات با متوسط اندازه 80 نانومتر تشکيل شدند.

شکل 7-2- الگوهاي XRD و تصاوير SEM (الف) نمونه NP1 (غربال مولکولي VSB-5) در حضور قالب دهنده 2-HETMAOH و (ب) نمونه NP2 (نانوذرات نيکل فسفات) در حضور قالب دهندهTPAOH . بزرگنمايي تصاوير (الف) و (ب) بهترتيب برابر 5000 و 30000 ميباشد.

7-3-2- بررسي فرآيند الکتروکاتاليز اکسايش متانول در محيطهاي قليايي
7-3-2-1- بررسي رفتار الکتروشيميايي الکترودهاي اصلاح شده
رفتار الکتروشيميايي الکترودهاي خمير کربن اصلاح شده با غربالهاي مولکولي نيکل فسفات در محلول سديم هيدروکسيد 1/0 مولار با استفاده از روش ولتامتري چرخهاي مورد مطالعه قرار گرفت (شکل 7-3). بطوريکه ملاحظه ميشود، الکترودهاي اصلاح شده NP1/CPE، NP2/CPE، NP3/CPE، NP4/CPE و NP5/CPE در سرعت روبش پتانسيل mV s?1 100 جريان قابل توجهي نشان نميدهند. بيشترين جريان آندي حاصله مربوط به الکترود NP5/CPE بوده که برابر 80 ميکرو آمپر ميباشد. افزايش جريان نسبتاً زياد مربوط به ديوار? آندي در سمت راست در نتيجه واکنش تصاعد اکسيژن184 ميباشد [185].

شکل 7-3- ولتاموگرامهاي چرخهاي الکترودهاي خمير کربن اصلاح شده با غربالهاي مولکولي مختلف نيکل فسفات در محلول M 1/0 سديم هيدروکسيد و در سرعت روبش پتانسيل mV s?1 100: (الف) الکترود NP2/CPE، (ب) الکترود NP1/CPE، (پ) الکترود NP4/CPE، (ت) الکترود NP3/CPE و (ث) الکترود NP5/CPE.
در مرحل? بعد الکترودهاي اصلاح شد? فوق بهمدت 5 دقيقه در محلول 1/0 مولار نيکل کلريد با سرعت 200 دور بر ثانيه همزده شدند و رفتار الکترودهاي حاصله که بهصـورت Ni-NP1/CPE، Ni-NP2/CPE، Ni-NP3/CPE، Ni-NP4/CPE و Ni-NP5/CPE نشان داده ميشوند، در محيط قليايي (محلول 1/0 مولار سديم هيدروکسيد) مورد مطالعه قرار گرفت. تشکيل فيلم اکسيد- هيدروکسيد نيکل در سطح الکترود اصلاح شده به مـوازات بررسي رفتار الکتروشيميايي الکترود اصلاح شده به کمک ولتامتري چرخهاي امـکانپذير ميباشد که ولتاموگرامهاي چرخهاي اين الکترودهاي اصلاح شده در محلول سديم هيدروکسيد 1/0 مولار در محدوده پتانسيلي 0/1- تا 8/0 ولت نسبت به

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه درمورد توسعه روستا، توسعه روستایی، مناطق روستایی Next Entries منابع پایان نامه درمورد بنیاد مسکن، عدالت اجتماعی، توسعه اقتصادی