استفاده از نانولوله کربنی مغناطیسی برای استخراج و اندازه‌گیری وانادیوم در آب‌های زیست‌محیطی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی کاربردی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران

2 پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه نانولوله کربنی چند دیواره مغناطیسی (MMWCNTبه عنوان فاز جاذب برای استخراج، پیش‌تغلیظ و اندازه‌گیری غلظت‌های بسیار کم وانادیوم در نمونه آب‌های زیست‌محیطی توسط اسپکترومتری جذب اتمی کوره الکتروترمال استفاده شد. ویژگی‌‌های ساختاری نانولوله سنتز شده توسط فناوری­ های میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف ‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل خاصیت مغناطیسی جاذب سنتز شده، جداسازی آن از محلول آبی دارای آنالیت بدون استفاده از سانتریفیوژ و فیلتراسیون تنها با استفاده از یک مگنت بیرونی انجام شد. وانادیوم توسط لیگاند N ـ بنزیل ـ N ـ فنیل هیدروکسیل آمین به کمپلکس تبدیل و سپس به فاز جامد استخراج و سرانچام برای آنالیز به دستگاه تزریق شد. متغیرهای موثر بر فرآیند استخراج شامل مقدار جاذب، غلظت لیگاند،pH محلول و شرایط واجذب بررسی و بهینه شدند. در شرایط بهینه محدوده خطی در ناحیه 25 الی 2000 نانوگرم بر لیتر به همراه ضریب همبستگی 997/0، حد آشکارسازی 8 نانوگرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی 9/3 درصد (شش مرتبه تکرار) به­ دست آمد. این روش برای اندازه‌گیری مقدارهای ناچیز وانادیوم در نمونه‌های آب زیست‌محیطی استفاده و درستی روش با به‌کارگیری آزمایش‌های بازیافت و آنالیز نمونه‌ مرجع تأیید شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Pyrzyńska K., Recent Developments in Spectrophotometric Methods for Determination of Vanadium, Microchim. Acta, 149: 159-164 (2005).
[4] Zhu X., Zhu Z., Wu S., Determination of Trace Vanadium in Soil by Cloud Point Extraction and Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy, Microchim. Acta, 161: 143-148 (2008).
[5] استاندارد ملی شماره 1053 - ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آب آشامیدنی.
[10] Filik H., Yanaz Z., Apak R., Selective Determination of Total Vanadium in Water Samples by Cloud Point Extraction of Its Ternary Complex, Anal. Chim. Acta, 620: 27-33 (2008).
[12] اسدالهی بابلی، محمد؛ آقاخانی، علی؛ کاربرد میکرواستخراج فاز جامد و کمومتریکس در آنالیز ترکیب­های فرار موجود در عصاره دارچین، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران (2) 36: 105 تا 113 (1396).
[14] اسلامی، بهنام؛ احسانی نمین، پروین؛ قاسمی، اسماعیل؛ اسلامی، بهنام؛ عزیزی، حامد؛ کرابی، محمد؛ بررسی جذب یون کادمیم از محلول آبی با استفاده از نانوکامپوزیت بر پایه کیتوسان/  نانو صفحه­های گرافن اصلاح شده با تری اتیل آمین، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران (2) 36: 115 تا 125 (1396).
[17] López-García I., Vĩnas P., Romero-Romero R., Hernández-Córdoba M., Ion-Exchange Preconcentration and Determination of Vanadium in Milk Samples by Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry, Talanta, 78: 1458-1463 (2009).
[18] Pyrzynska K., Wierzbicki T., Pre-Concentration and Separation of Vanadium on Amberlite IRA-904 Resin Functionalized with Porphyrin Ligands, Anal. Chim. Acta, 540: 91-94 (2005).
[19] He M., Huang L., Zhao B., Chen B., Hu B., Advanced Functional Materials in Solid Phase Extraction for ICP-MS Determination of Trace Elements and Their Species - A Review, Anal. Chim. Acta, 973:1-24 (2017).
[20] Andrade-Eiroa A., Canle M., Leroy-Cancellieri V., Cerdà, V., Solid-Phase Extraction of Organic Compounds: A Critical Review (Part I), TrAC Trends Anal. Chem., 80: 641-654 (2016).
[21] Ravelo-Pérez L.M., Herrera-Herrera A.V., Hernández-Borges J., Rodríguez-Delgado M.Á., Carbon Nanotubes: Solid-Phase Extraction, J. Chromatogr. A, 1217: 2618-2641 (2010).
[22] Herrero Latorre C., Álvarez Méndez J., Barciela García J., García Martín S., Peña Crecente R.M., Carbon Nanotubes as Solid-Phase Extraction Sorbents Prior to Atomic Spectrometric Determination of Metal Species: A Review, Anal. Chim. Acta, 749: 16-35 (2012).
[23] Augusto F., Hantao L.W., Mogollón N.G.S., Braga S.C.G.N., New Materials and Trends in Sorbents for Solid-Phase Extraction, TrAC Trends Anal. Chem., 43: 14-23 (2013).
[24] Gilart N., Borrull F., Fontanals N., Maria Marcé R., Selective Materials for Solid-Phase Extraction in Environmental Analysis, TrAC Trends Anal. Chem., 1: e8-e18 (2014).
[25] Płotka-Wasylka J., Szczepańska N., de la Guardia M., Namieśnik J., Modern Trends in Solid Phase Extraction: New Sorbent Media, TrAC Trends Anal. Chem., 77: 23-43 (2016).
[26] Valentini F., Palleschi G., Nanomaterials and Analytical Chemistry, Anal. Lett., 41: 479-520 (2008).
[27] Ligler F.S., White H.S., Nanomaterials in Analytical Chemistry, Anal. Chim., 85: 11161-11162 (2013).
[28] Scida K., Stege P.W., Haby G., Messina G.A., García C.D., Recent Applications of Carbon-Based Nanomaterials in Analytical Chemistry: Critical Review, Anal. Chim. Acta, 691: 6-17 (2011).
[29] Kumar Thakur V., Kumari Thakur M., "Chemical Functionalization of Carbon Nanomaterials: Chemistry and Applications", CRC Press (2017).
[30] Speltini A., Sturini M., Maraschi F., Profumo A., Recent Trends in the Application of the Newest Carbonaceous Materials for Magnetic Solid-Phase Extraction of Environmental Pollutants, Trends Env. Anal. Chem., 10: 11-23 (2016).
[31] Herrero-Latorre C., Barciela-García J., García-Martín S., Peña-Crecente R.M., Otárola-Jiménez J., Magnetic Solid-Phase Extraction Using Carbon Nanotubes as Sorbents: A Review, Anal. Chim. Acta, 892: 10-26 (2015).
[32] Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20 edi, American Public Health Association, (2017).
[33] Qu S., Wang J., Kong J., Yang P., Chen G., Magnetic Loading of Carbon Nanotube/Nano-Fe3O4 Composite for Electrochemical Sensing, Talanta, 71: 1096-1102 (2007).
[34] Thurman E.M., Mills M.S., "Solid-Phase Extraction: Principles and Practice", John Wiley and Sons, Inc. (1998).
[35] Simpson N.J.K., "Solid-Phase Extraction: Principles, Techniques, and Applications", CRC Press (2000).
[36] Telepchak M.J., "Forensic and Clinical Applications of Solid Phase Extraction", Springer Publication (2004).