پایان نامه ارشد رایگان درمورد هیدروکسید، بهمدت، (ب)، الکتروشیمیایی

دانلود پایان نامه ارشد

سردرد و سرماخوردگی بهکار میروند [218]. پاراستامول (N- استیل- پارا آمینو فنل) بهعنوان داروی تببر و ضد درد میباشد که ساختار شیمیایی آن در شکل 7-1 (الف) نشان داده شده است [219]. فنیل افرین هیدروکلرید (R- 3- هیدروکسی-α- [(متیل آمینو) متیل] بنزن متانول هیدروکلرید) نیز بهعنوان دارویی جهت درمان بیماریهای عصبی، ضد گرفتگی بینی و کاهش دهندۀ تورم سینوسها و غشاء مخاطی بینی بهکار میرود که ساختار شیمیایی آن در شکل 7-1 (ب) آمده است [220]. همچنین، داروی کلرو فنیر آمین مالئات با فرمول شیمیایی (2- پیریدین پروپان آمین، γ- (4- کلرو فنیل)- N و N- دی متیل، (Z)- بوتان دی اوات) بهعنوان داروی ضد حساسیت و ضد سرفه بهکار میرود که ساختار شیمیایی آن در شکل 7-1 (پ) نشان داده شده است [218]. فنونهای تجزیهای نظیر طیف نورسنجی [226-221]، کروماتوگرافی [234-227] و ولتامتری [239-235] برای اندازهگیری این داروها گزارش شده است. بهعنوان مثال بابایی178 و همکاران [237] از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با زئولیت NaY دوپه شده با Cu(II) برای اندازهگیری پاراستامول و مفنامیک اسید179 استفاده نمودند.
با توجه به جستجوهای بهعمل آمده، تاکنون از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با غربالهای مولکولی و نانوذرات نیکل فسفات برای الکتروکاتالیز اکسایش متانول و اندازهگیری داروهای PAR، PHE و CLP استفاده نشده است. لذا در بخش اول این فصل، تصمیم گرفته شد تا از غربالهای مولکولی و نانوذرات نیکل فسفات سنتزی برای اصلاح الکترود خمیر کربن استفاده شود و از این الکترودهای اصلاح شده در فرآیند الکتروکاتالیز اکسایش متانول در محیط قلیایی با روش ولتامتری چرخهای180 (CV) استفاده گردد. در بخش دوم این فصل، از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات نیکل فسفات بهعنوان یک حسگر پالس ولتامتری تفاضلی181 (DPV) برای اندازهگیری داروهای PAR، PHE و CLP استفاده شد.

شکل 7-1- فرمول شیمیایی گستردۀ داروها: (الف) پاراستامول، (ب) فنیل افرین هیدروکلرید و (پ) کلرو فنیر آمین مالئات.

7-2- بخش تجربی
7-2-1- مواد مورد استفاده و روش تهیۀ محلولها
جدول 7-1 مشخصات مواد شیمیایی مورد استفاده برای الکتروکاتالیز اکسایش متانول با روش CV و اندازهگیری داروهای پاراستامول (PAR)، فنیل افرین هیدروکلرید (PHE) و کلرو فنیر آمین مالئات (CLP) با روش DPV را نشان میدهد. مـحلول مـادر داروها با حل کردن 250 مـیلیگرم از هر ماده در بالن 50 میلیلیتری توسط آب دو بار تقطیر تهیه شد. غلظت مولار PAR، PHE و CLP در محلول مادر بهترتیب 2−10× 307/3، 2−10× 664/4 و 2−10× 279/1 بود. سپس محلولهای ثانویه با حل کردن حجم مشخصی از محلولهای مـادر اولیه در بالن 5 میلیلیتری توسط آب دو بار تقطیر تهیه شدند.

جدول 7-1- مشخصات مواد شیمیایی مورد استفاده برای مطالعۀ الکتروکاتالیز اکسایش متانول و اندازهگیری داروهای پاراستامول، فنیل افرین هیدروکلرید و کلرو فنیر آمین مالئات.

ردیف
نام ترکیب
فرمول ماده
شرکت
1
نیکل کلرید شش آبه
NiCl2.6H2O
مرک
2
فسفریک اسید
H3PO4
فلوکا
3
(2- هيدروکسي اتيل) تري متيل آمونيوم هیدروکسید
C5H14NO2H
مرک
4
تترا پروپیل آمونیوم هیدروکسید
(C3H7)4NOH
فلوکا
5
روغن پارافین
چگالی: g cm-3 88/0
فلوکا
6
پودر گرافیت
قطر ذرات: mm 1/0
مرک
7
سدیم هیدروکسید
NaOH
مرک
8
متانول مرتبه HPLC 99/99 %
CH3OH
فلوکا
9
پاراستامول (استامینوفن)
C8H9NO2
سیگما-آلدریچ
10
فنیل افرین هیدروکلرید
C8H9NO2
سیگما-آلدریچ
11
کلرو فنیر آمین مالئات
C8H9NO2 .C4O4H4
سیگما-آلدریچ

7-2-2- سنتز غربالهای مولکولی و نانوذرات نیکل فسفات
برای سنتز غربال مولکولی NP1، ابتدا 955/2 گرم نیکل کلرید شش آبه در mL 4/9 آب مقطر حل نموده و بعد از آن مقدار mL 5/2 فسفریک اسید 5 مولار به محلول فوق با همزدن اضافه گردید و 5 دقیقه همزده شد. سپس مقدار mL 4/32 از قالب دهنده (2- هيدروکسي اتيل) تري متيل آمونيوم هیـدروکسید (2-HETMAOH) یک مولار بهصورت قطرهقطره افزوده شد که طی افزودن آن رسوب سبزرنگ تشکیل شد. بعد از 30 دقیقه همزدن در دمای اتاق، مخلوط حاصله با نسبت مولی H2O 125 :(2-HETMAOH) 62/1 😛 :Ni در ظرف تفلونی 60 مـیلی لیتری ریخته و در اتوکلاو استیلی قرار داده شد. سپس در آون با دمـای °C 180 به مدت 72 ساعت قرار داده شد. بعد از جداسازی محصول توسط صاف کردن، پودر جامد سبزرنگ حاصل چندین بار با آب دو بار تقطیر شسته و بهمدت یک شبانه روز در °C 90 خشک گردید. برای سنتز نانوذرات نیکل فسفات (نمونه NP2) در حضور تترا پروپیل آمونیوم هیدروکسید (TPAOH) مشابه روش فوق عمل شد، به جزء اینکه مخلوط بهمدت یک ساعت تحت تابشدهی ریزموج قرار گرفت و سپس بهمدت 48 ساعت در آون °C 180 قرار داده شد.
برای تهیۀ نمونه NP3، محلول اتانولی نیکل کلرید 03/0 مولار بهصورت قطرهقطره به ظرف حاوی 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 چندین بار با آب دو بار تقطیر شسته شد و بهمدت یک شبانه روز در °C 90 خشک گردید. نمونه NP4 مشابه فرآیند فوق تهیه شد، به جزء اینکه محلول اتانولی نیکل کلرید 06/0 مولار استفاده گردید. برای تهیۀ نمونه NP5، ابتدا نمونه NP1 را در دمای °C 400 بهمدت 6 ساعت کلسینه نموده [21] و سپس فرآیند مبادله کاتیون با محلول اتانولی نیکل کلرید 06/0 مولار انجام شد.

7-2-3- دستگاهوری
برای انجام آزمایشات ولتامتری چرخهای از سیستم تجزیهگر الکتروشیمیایی پالمسنس182 استفاده شد و بهمنظور کاهش مداخله افت اهمی از سیستم سه الکترودی استفاده شد: (الف) از یک الکترود نقره/ نقره کلرید/ پتاسیم کلرید (3 مولار) بهعنوان الکترود شاهد استفاده شد. (ب) از یک سیم پلاتینی بهعنوان الکترود مخالف یا کمکی در ثبت ولتاموگرامهای چرخهای استفاده شد. (ج) از الکترود خمیرکربن اصلاح نشده (ساده)، الکترود خمـیرکربن اصلاح شده با غربال مـولکولی نیکل فسفات VSB-5 و نانوذرات نیکل فسفات بهعنوان الکترودهای کار استفاده شد.
پالس ولتاموگرامهای تفاضلی داروها توسط سیستم تجزیهگر الکتروشیمیایی پالمسنس با سیستم سه الکترودی فوق با دامنه پالس mV 25، سرعت روبش پتانسیل mV s−1 20، توالی پالس s 3/0 و پله پتانسیل V 005/0 در محلول بافر تریس- HCl (M 01/0) با 0/7 pH = ثبت گردید. از pH سنج متراهم183 برای تنظیم pH استفاده شد.

7-2-4- نحوۀ تهیه الکترودها
الکترود خمیر کربن ساده از مخلوط کردن پودر گرافیت و روغن پارافین در یک هاون دستی و همزدن تا حصول یک مخلوط خمیری همگن تهیه شد. خمیرکربن واجد غربال مولکولی و نانوذرات نیکل فسفات از مخلوط کردن روغن پارافین، 60 میلیگرم پودرگرافیت و 10 میلیگرم غربال مولکولی در یک هاون دستی و همزدن تا حصول یک مخلوط خمیری کاملاً همگن بهدست آمد. خمیر کربن بهدست آمده در هر دو مورد (خمیرکربن ساده و خمیرکربن واجد غربال مولکولی) به انتهای باز وکاملاً صاف شدۀ یک لولۀ شیشهای به شعاع داخلی mm 7/1 وارد میشود و با مالیدن سطح الکترود بر روی یک ورق سفید کاغذ گلاسه، سطح کاملاً صاف و یکنواختی حاصل میگردد. برای برقراری اتصال الکتریکی الکترود، از یک سیم مسی استفاده میشود که از یک طرف وارد لولۀ شیشهای شده و با خمیر اتصال مییابد و از طرف دیگر توسط یک فیش به دستگاه الکتروشیمیایی متصل میشود. ساختار الکترود به گونهای است که مثل یک پیسـتون عمل میکند. بدین طریق که با فشار دادن سیم مسی موجود در لوله به طرف پائین، میتوان مقداری از خمیرکربن موجود را از انتهای لوله به راحتی خارج نمود و پس از قطع نمودن، سطح آن را صاف نموده و مورد استفاده قرار داد. الکـترودهای تهیـه شدۀ فـوق بهصـورت NP1/CPE، NP2/CPE، NP3/CPE، NP4/CPE و NP5/CPE نـامگذاری شدند. همچنین الکترودهای واجد نیکل که از غوطهورسازی الکترودهای فوق در محلولی 1/0 مولار نیکل کلرید بهمـدت 5 دقیقه و سپس شستشـوی کامل الکترودها با آب دوبـار تقطیر تهیه شـدند، بـهصـورت Ni-NP1/CPE، Ni-NP2/CPE، Ni-NP3/CPE، Ni-NP4/CPE و Ni-NP5/CPE نـام بـرده میشوند. برای مطالعۀ اثر زمان تجمع یون نیکل(II) بر روی الکترودهای اصلاح شده، الکترودها در زمانهای مختلف (10 تا 500 ثانیه) در محلول 1/0 مولار نیکل کلرید قرا داده شد که بهترین زمان تجمع یون نیکل بر روی سطح الکترودهای فوق، 300 ثانیه (5 دقیقه) بهدست آمد.

7-3- بحث و نتیجهگیری
7-3-1- تبلور غربالهای مولکولی نیکل فسفات
شکل 7-2 (الف) الگوی XRD بههمراه تصویر SEM نمونه NP1 را نشان می دهد که این نمونه در آون °C 180 بهمدت 72 ساعت سنتز شد. این شکل نشان میدهد که ساختار VSB-5 تشکیل شد [21]. شکل 7-2 (ب) الگوی XRD بههمراه تصویر SEM نمونه NP2 را نشان می دهد که در حضور قالب دهنده TPAOH، ذرات کروی شکل نیکل فسفات با متوسط اندازه 80 نانومتر تشکیل شدند.

شکل 7-2- الگوهای XRD و تصاویر SEM (الف) نمونه NP1 (غربال مولکولی VSB-5) در حضور قالب دهنده 2-HETMAOH و (ب) نمونه NP2 (نانوذرات نیکل فسفات) در حضور قالب دهندهTPAOH . بزرگنمایی تصاویر (الف) و (ب) بهترتیب برابر 5000 و 30000 میباشد.

7-3-2- بررسی فرآیند الکتروکاتالیز اکسایش متانول در محیطهای قلیایی
7-3-2-1- بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده
رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با غربالهای مولکولی نیکل فسفات در محلول سدیم هیدروکسید 1/0 مولار با استفاده از روش ولتامتری چرخهای مورد مطالعه قرار گرفت (شکل 7-3). بطوریکه ملاحظه میشود، الکترودهای اصلاح شده NP1/CPE، NP2/CPE، NP3/CPE، NP4/CPE و NP5/CPE در سرعت روبش پتانسیل mV s−1 100 جریان قابل توجهی نشان نمیدهند. بیشترین جریان آندی حاصله مربوط به الکترود NP5/CPE بوده که برابر 80 میکرو آمپر میباشد. افزایش جریان نسبتاً زیاد مربوط به دیوارۀ آندی در سمت راست در نتیجه واکنش تصاعد اکسیژن184 میباشد [185].

شکل 7-3- ولتاموگرامهای چرخهای الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با غربالهای مولکولی مختلف نیکل فسفات در محلول M 1/0 سدیم هیدروکسید و در سرعت روبش پتانسیل 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 مرحلۀ بعد الکترودهای اصلاح شدۀ فوق بهمدت 5 دقیقه در محلول 1/0 مولار نیکل کلرید با سرعت 200 دور بر ثانیه همزده شدند و رفتار الکترودهای حاصله که بهصـورت Ni-NP1/CPE، Ni-NP2/CPE، Ni-NP3/CPE، Ni-NP4/CPE و Ni-NP5/CPE نشان داده میشوند، در محیط قلیایی (محلول 1/0 مولار سدیم هیدروکسید) مورد مطالعه قرار گرفت. تشکیل فیلم اکسید- هیدروکسید نیکل در سطح الکترود اصلاح شده به مـوازات بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده به کمک ولتامتری چرخهای امـکانپذیر میباشد که ولتاموگرامهای چرخهای این الکترودهای اصلاح شده در محلول سدیم هیدروکسید 1/0 مولار در محدوده پتانسیلی 0/1- تا 8/0 ولت نسبت به الکترود شاهد نقره/ نقره کلرید/ پتاسیم کلرید (M 3) و در سرعت روبش mV s−1 100 در شکل 7-4 نشان داده شد.

شکل 7-4- ولتاموگرامهای چرخهای الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با غربالهای مولکولی مختلف نیکل فسفات در محلول M 1/0 سدیم هیدروکسید و در سرعت روبش پتانسیل mV s−1 100. (الکتـرودها قبل از اسـتفاده در محـلول M 1/0 نیـکل کلـرید بهمدت 5 دقیقـه غوطـهور شـدند): (الف) الکـترود Ni-NP2/CPE، (ب) الکتـرود Ni-NP3/CPE، (پ) الکتـرود Ni-NP1/CPE، (ت) الکترود Ni-NP4/CPE و (ث) الکترود Ni-NP5/CPE.
همانطوریکه در شـکل 7-4 مشاهـده میگردد، رفتار الکتروشیمـیایی الکتـرودهـای اصـلاح شـده Ni-NP2/CPE Ni-NP1/CPE، Ni-NP3/CPE، Ni-NP4/CPE و Ni-NP5/CPE در محلول قلیایی مشابه رفتار الکترود آند نیکل میباشد [191،240]. شکل 7-4 نشان میدهد که بیشترین جریان با الکترود اصلاح شده Ni-NP5/CPE حاصل شد. همۀ الکترودهای اصلاح شدۀ

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد رایگان درمورد اکسیداسیون Next Entries پایان نامه ارشد رایگان درمورد اکسیداسیون، دینامیکی