فهرست مطالبعنوان صفحهفصل اول کلیات تحقیق1-1مقدمه.... 31-2نانو لولههای کربن و فولرن ها.. 31-2-1فولرن ها.. 71-2-2منشأ فعالیت الکترود کا تا لیستیکی فولرن ها.. 81-2-3نانو ذرات فلزی.. 81-2-4نانو فیبر ها.. 91-2-5ترکیب نانو ذرات فلزی و نانو تیوب ها.. 101-2-6مایع یونی / سر یش کربن.. 101-3 -نکات کلی.. 111-4 آترازین– تاریخچه و استفاده ها.. 121-5خلاصه ی تاریخچه های فرآیند ثبت آترازین.. 14فصل دومروش اجرای تحقیق2-1مقدمه................................................ 222-2معرفی سم آترازین.. 222-3تجزیه زیستی آترازین.. 232-3-1بررسی رابطه بین آترازین وآب آشامیدنی.. 242-3-2اثرات زيست محيطي علفكشها.. 242-3-3خطرات آفتكش‌ها از نظر اهميت اقتصادي.. 252-3-4اثرات زيست‌محيطي آفتكش‌ها.. 262-4برهم خوردن تنوع بيولوژيكي.. 292-5تاريخچه بررسی تاثیرات منفی سم آترازین.. 292-6مواد و واکنشگرها.. 322-7اثر غلظت نمک الکتروليت.. 352-8اثر...... 352-9اصلاح سازی سطح الکترود.. 35فصل سومتجزیه و تحلیل داده ها(یافته ها)3-1اصلاح سازی سطح الکترود.. 383-2مطالعه میکروسکوب الکترونی روبشیاز سطحالکترود اصلاح شده 403-3بهینهکردن پارامترهای دستگاهی و شیمیایی.. 433-4اثر pH:.. 443-5اثر پارامتر های دستگاهی:.. 453-5-1اثر سرعت روبش پتانسیل.. 453-5-2اثر فرکانس.. 463-6رسم منحنی کالیبراسیون.. 473-7بررسی اثر مزاحمت ها :.. 533-8کاربرد حسگر در نمونه های حقیقی.. 54فصل چهارم نتیجه گیری و پیشنهاد4-1نتيجه گيري :.. 584-2ارائه پيشنهادات جهت کارهای بعدی :.. 60مراجع.. ................................................... 61 فهرست شکل هاعنوان................................................. صفحهشکل 2- 1: ساختار شیمیایی آترازین....................... 23شکل 2-2 شماتيک دستگاه اتولب متروهم مدل "PGSTAT302N را نشان میدهد................................................... 33شکل 2-2 : طرحي از الکترودهای سخت مطالعه شده در این مطالعه شيميایي................................................. 33شکل 2- 3: بخش Exploratory Specification.......................... 34شکل3- 1: موج ولتامو گرام چرخه ای مربوط به آب مقطر و الکترود طلای عریان و ... .. 39شکل 3-2 الف: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح الکترود طلای عریان و اصلاح نشده....................................... 41شکل 3-2 ب: تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الکترود طلای اصلاح شده در ابعاد 500 نانومتر.................................... 42شکل 3-2 ج: تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الکترود طلای اصلاح شده در ابعاد 2 میکرومتر..................................... 43شکل 3-3 ب: اثر pH بر پاسخ الکترود اصلاح شده درحضور محلول آترازین ... 45شکل3- 4: منحنی استاندارد نسبی پاسخ الکترود اصلاح شده نسبت به غلظت های مختلف.......................................... 47 فهرست جداولعنوان................................................. صفحهجدول 3-1: اثر مزاحمت گونه های مختلف آلی و معدنی بر روی پاسخ الکترودطلای اصلاح شده .................................... 54جدول 3-2- اندازه گیری مقدار سم آترازین در نمونه آب آشامیدنی و پساب پالایشگاه........................................... 55چکیدهدر این کارتحقیقاتی، روی سطح یک الکترود طلای خالص لایهای از نمک نیکل و کبالت قرار داده میشود و بدین طریق، الکترود اصلاح میگردد و در نهایت حسگر طلای اصلاح شده ساختهمیشود که از آن به منظور اندازهگیری سم آلوده کننده آترازین در آب وپساب ها استفاده میشود. این الکترود اصلاح شده در دمای اتاق ساخته شده است که درpH بهینه 9 تثبیت شده توسط بافر بریتون-رابینسون و دیگر پارامترهای شیمیایی و دستگاهی قابل استفاده میباشد. در این آزمایش، از تکنیکهای ولتامتری چرخهای برای مطالعه و بررسی واکنشهای الکتروشیمی و اسکن میکروسکوپ الکترونی جهت مطالعه ساختار الکترود استفاده شده است. ساختار این حسگر، کاملاً جدید و برای اولین بار ارائه میگردد و قادر است نسبت به مقادیر بسیار کم این مواد در نمونههای حاوی آن پاسخ دهد.این الکترود در غلظت 100 نانو مولار از سم آترازین رفتار خطی از خود نشان میدهد. حد تشخیص این الکترود 009/0 نانو مولار برای سم آترازین میباشد.سیگنال به نویز بالا، رنج خطی وسیع پاسخ، حساسیت بالا و گزینشپذیری مناسب این حسگر از مزیتهای منحصر به فرد آن خواهد بود.کلید واژه : نانو حسگر،ولتامتری پالس تفاضلی، الکترود اصلاح شده، سم آترازین ، فصل اولکلیات تحقیق 1-1مقدمهدر مقدمه این فصل در مورد حسگرهای الکترو شیمیایی و حسگرهای زیستی مبتنی بر نانو لولههای کربن، فولرنها، نانو ذرات فلزیو الکترود های اصلاح شدهی یونی مایع، کمپوزیت، بحث میکند. متعاقباً، توسعههای اخیر و استراتژیهای اصلی برای افزایش عملکرد حسگری، چالشها و جنبههای توسعههای بیشتر در آینده مورد بحث قرار میگیرند. بهرهبرداری از مواد نانو و نانوذرات در تجزیهی شیمیایی به وسیله جریان برق، حوزهای از پژوهش است که به طور مداوم در حال پیشرفت است.توجه به اصلاح سطح گسترده الکترودها برای افزایش پاسخ و حساسیت آنها بسیار مهم است. حساسیت و انتخابپذیری موضوعات الزامی برای توسعهی حسگرها برای تشخیص مولکولهای بیولوژیکی مهم هستند.1-2نانو لولههای کربن و فولرن هاویژگیهای الکترونیک دقیق نانولولههای کربن نشان می دهند که آنها دارای توانایی پیشبرد واکنشهای انتقال الکترون در زمانی که به عنوان یک الکترود در واکنشهای الکتروشیمیایی استفاده شدند، دارند. این مورد کاربرد جدیدی در اصلاح سطح الکترود برای طراحی حسگرهای الکتروشیمیایی جدید و مواد الکترو کاتالیستیک فراهم مینماید.[1] به عنوان نوع جدیدی از مواد کربنی، نانو لولههای کربن(CNTs) دارای ویژگیهای منحصر به فردی هستند که با مواد مقیاس بندی شدهی قراردادی بسیار متفاوت میباشند. چنین ویژگیهایی شامل ساختار لولهای تعریف شده با اندازهی نانو، سطوح پایانههای قابل تغییر و دیوارههای جانبی، پایداری شیمیایی عالی، فعالیت الکترو کاتالیتیک قوی و سازگاری زیستی، هستند. [2]ساختار ویژهی سه بعدی CNT ها میتوانند منجر به بارگذاری شدید کاتالیست الکتریکی یا مادهی زیستی در زیر لایهی جامد شوند و در نهایت می توانند مطلوبیت را برای کاتالیست الکتریکی (زیستی) افزایش دهند، به عنوان مواد نانو لوله، مزایای کلیه CNT قطر کوچک آن ها و نسبت طول به قطر بزرگ ها است که به آنها اجازه میدهد تا به عنوان سیمهای مولکولی برای تسهیل انتقال الکترون بین مولکولهای زیستی و الکترود هایی با حساسیت بالا مورد استفاده قرارگیرند. این خصوصیات ویژه با کاربردهای امیدوار کنندهای در شیمی تجزیه شیمیایی به وسیله جریان برق رو بهرو میشوند و باعث میشوند CNT ها گزینههای ایده آلی برای ساختن حسگرهایی با عملکرد های بالا باشند. هم نانو لولههای کربن تک دیواره[1] و نانو لولههای کربن چند دیواره[2] به طور قابل توجهی در حسگری زیستی مورد استفاده قرار گرفتهاند.[3,4]پنگ[3] و همکارانش نشان دادند که ویژگی های الکترونیک ذاتی نانو تیوبهای کربن حتی در زمانی که در تماس مستقیم با آب قرار دارند، تحت تأثیر قرار نمیگیرند که این موضوع به وسیله مطالعهی آب جذب شده روی نانو تیوب های کربن تک دیواره مشخص شد که بر هم کنش دافعهی بدون انتقال بار را نشان داد.[5] این مطالعهها راههای جدیدی برای کاربرد حسگرهای اصلاح شدهی نانو تیوب های کربن در محیط آبی آشکار ساخت. اصلاح الکترود ها با CNT ها برای پیشرفت مشهود پاسخ زیر لایهها از مولکول های H2O3 کوچک به پروتئین های اکسایش، کاهش بزرگ، در نظر گرفته شده است. انتقال الکترون و الکترو شیمی پروتئینهای اکسایش - کاهش در CNT ها بر مبنای حسگرهای الکتروشیمی به خوبی گزارش شده است .[6,7] پیشرفت قابل توجه در عملکرد الکتروشیمیایی ترکیبات مهم بیو لوژیکی مانند دوپامین و اسکوربیک اسید [8,9]، کورستین و روتین [10]،تریپتوفان معمول[11]، تریوسین [12]، پروکائین[13] و متفورمین[14] در الکترودهای اصلاح شدهی CNT ها ثبت شده اند .الکترودهای اصلاح شدهی CNT ها برای تعیین هموگلوبین در خون بوین به کار برده شده اند. [15] الکترود سریش کربن نانو تیوبهای اصلاح شدهی کربن چند دیواره (CPE / MWNT) برای مطالعهی رفتار الکتروشیمیایی برژنین مورداستفاده قرار گرفتهاست.[16] الکترود اصلاح شده فعالیت الکترود کاتالیستیک عالی را در کاهش پتانسیل بیش از حدآندی و افزایش قابل توجه جریان پیک آندی برژنین در مقایسه با عملکرد الکترو شیمیایی به دست آمده در CPE نشان داد. الکترودهای قراردادی برای تعیین کتکو لامین ها، اپی نفرین (PE) و نور پینفرین (NE) به دلیل تداخل اسکوربیک اسید (AA) و اوریک اسید (UA) مناسب نیستند، که در یک نمونه ی واقعی در غلظت صد مرتبه بیشتر از EP و NE وجود دارند. این ترکیبات میتوانند به آسانی در یک پتانسیل مشابه برای EP و NE اکسید شوند و بنابراین همیشه با تشخیص EP و NE مداخله میکنند .گویال [4] و همکارانش یک الکترود گرافیت پیروسیتسک اصلاح شدهی MWNT توسعه دادهاند که میتواند برای بررسی همزمان مولکول های زیستی متفاوت مورداستفاده قرارگیرند.[17,18] آسکوربیک اسید، دوپامین، نورپینفرین و اوریک اسید ، اوج اکسیداسیون ر ا به ترتیب در 50- ، 80 ، 204 و mv 260 نشان میدهند و مانع اکسیداسیون اپینفرین نمیشوند، که به موجب آن ها تأیید میشود که این حسگر ولتامری برای اکسیداسیون اپینفرین در نمونههای پلاسما و اورهی انسانهای سیگاری و غیر سیگاری به کار برده شدهاند و نشان داده شده است که سطح اپینفرین در کسانی که سیگار می کشند بسیار بیشتر از کسانی است که سیگار نمی کشند. هیدروژن پر اکسید (H2O2) محصولی از واکنش های بیو لوژیکی با کاتالیست آنزیم است. تشخیص H2O2 نقش مهمی در صنعت غذا، حفظ محیطزیست و تشخیصهای پزشکی ایفا میکند. برای تشخیص حساسیت H2O2 ، رزگس و تکت [5] از یک الکترود اصلاح شده با SWNT استفاده کردهاند، حساسیت آن به طور قابل توجهی به عامل پاشش در حلال های آلی و بارگذاری وضعیت پلیمرها وابسته بود. [19] مشخص است که پاشیدگی هر دو پلیمر بسیار پایدار است اما SWNT در پاشیدگی چیتوسان، حساسیت بالایی برای H2O2 در مقایسه با Nafion نشان داد. آشکار ساز طلایی اصلاح شدهی نانو تیوب تک دیواره برای الکتروفورسیس میکرو چیپ مویین ساختهشده و به طور موفقیت آمیز برای تشخیص p– آمینو فنول ، o– آمینو فنول، او پامین و کاتکول مورد استفاده قرار گرفته است.[20] حسگرهای زیستی گلوکز اصلاح شدهی SWNT یک محدوده ی دینامیک گستردهتر و حساسیت بیشتری را در تعیین گلوکز نشاندادند.[21] راتین دروتین یک گلیکواسید فلاونوئید است دارای محدودهی وسیعی از فعالیت های فیزیولوژیکی مانند ضد اشتعال بودن، ضد تورم و ضد باکتری بودن است. الکترودهای اصلاح شدهی CNT به طور موفقیت آمیز برای تعیین روتین مورد استفاده قرار