در این تحقیق سنتز نانو ذرات پلیمری قالب یونی با استفاده از روش رسوبی و برای جداسازی و پیش­تغلیظ یون­های نیکل از نمونه­های آبی گزارش شده است. نانو ذرات پلیمری قالب نیکل با حل کردن مقدار استوکیومتری از نیکل نیترات و لیگاند 40،20،7،5،3-پنتاهیدروکسی­فلاون(مورین) در23 میلی­لیتر اتانول-استونیتریل(; v/v 2:1) به عنوان حلال در حضور اتیلن­گلیكول­دی­متاكریلات به عنوان پیوند دهنده عرضی، متاكریلیك اسید به عنوان مونومر عاملی و 2،ˊ2 آزوبیس ایزوبوتیرونیتریل به عنوان آغازگر، تهیه شد. و سپس یون­های نیکل با استفاده از 50 میلی­لیتر محلول هیدروکلریک­اسید آبی 6 مولار از درون پلیمر شسته شدند. نانو ذرات پلیمری قالب یون نیکل تهیه شده با تکنیک­های رنگ سنجی، تبدیل فوریه زیر قرمز و دستگاه میکرووسکوپ الکترونی روبشی مشخصه­نگاری شدند. جاذب­های به دست آمده دارای قطری بین 50-70  نانومتر و قابلیت گزینش­پذیری بالایی برای یون­های نیکل در فرایند جذب و واجذب مشاهده شد.

 یون­های  نیکل  پیوند شده به پلیمر با 2 میلی­لیتر محلول هیدروکلریک اسید 5/1 مولار شسته و سپس جذب آن­ها با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری UV-Vis بعد از کمپلکس با دی­متیل­گلی­اکسیم(1:3) گرفته شد. تاثیر پارامترهای تجربی مختلف بر درصد بازیابی یون­های نیکل از قبیل اثرpH ، زمان جذب و شویش، حجم اولیه نمونه و نوع، غلظت و حجم اسید شوینده بر درصد بازیابی بررسی گردید. بر اساس نتایج بدست آمده بیشترین درصد بازیابی(%99<) در8=pH، با حجم اولیه 10 میلی­لیتر و زمان جذب 45 دقیقه و واجذب 16 دقیقه مشاهده شد. در مطالعه گزینش­پذیری مشخص شد که پلیمر قالب یونی کارایی جذب بالای برای یون­های نیکل در رقابت با یون­های با بار یکسان و اندازه­های نزدیک به­هم از قبیل یون­های سدیم(I)، پتاسیم(I) ،جیوه(II)، کبالت(II)، منیزیم((II، منگنز((II، روی(II)، کادمیم(II)، مس((II، سرب (II)، آهن(III)، و کروم(III) را نشان می­دهد. پلیمرهای قالب یونی تهیه شده را می­توان حداقل 8 مرتبه مورد استفاده قرار داد، بدون این­که کاهش محسوسی در کارایی آن مشاهده شود. نانو ذرات پلیمری تهیه شده در فرایند استخراج فاز جامد برای جداسازی و پیش­تغلیظ یون­های نیکل در نمونه­های آبی مختلف شامل آب رودخانه بشار یاسوج، آب آبشار یاسوج و آب آشامیدنی دانشگاه یاسوج بطور موفقیت آمیزی به کار گرفته شد. روش ارایه شده دارای دامنه خطی 10-003/0 میلی­گرم بر­لیتر نیکل و حد تشخیص 001/0 میلی­گرم بر لیتر و دقت نسبی % 34/2 برای هشت اندازه­گیری برای غلظت 2 میلی­گرم بر لیتر نیکل می­باشد.

کلمات کلیدی: پلیمر قالب یون، نیکل، پلیمریزاسیون، نانو ذره، یون­های فلزی، جداسازی

فصل اول

مقدمــه، تئـوری و تاریخـچه

1-1- پلیمرهای قالب مولكولی یا یونی

پلیمر قالب مولكولی[2] یا یونی، از موضوعات تحقیقاتی مهم یك دهه اخیر محسوب می­شوند. این مواد كه به آن­ها آنتی­بادی­های مصنوعی هم گفته می­شود، به گونه­ای ساخته می­شوند كه با توجه به ویژگی­های مولكولی مواد، به شكل قالب آن­ها در آمده و فقط ماده موردنظر را جذب می­كنند و به همین علت هم پلیمر قالب مولكولی نام گرفته­اند. ویژگی­های استثنایی این مواد آن­ها را برای استفاده در حسگرهای شیمیایی، داروسازی، جداسازی مواد و اندازه­گیری دارو مناسب كرده است. این پلیمرها شیوه جالبی برای تقلید از شناسایی مولكولی طبیعی است كه با تهیه محل­های شناسایی مصنوعی با گزینش­پذیری بالا برای آنالیت­های مورد نظر تحقق می­یابد در این روش آنالیت هدف به عنوان یك گونه پیشران[3] عمل كرده و با منومرهای عاملی از طریق پیوند كوالانسی[4] یا غیركوالانسی[5]، در جریان فرایند تشكیل پلیمر، مرتبط می­شود. پلیمرهای با حفره­ی ریز حاصل، دارای محل­های شناسایی هستند كه به دلیل شكل و آرایش گروه­های عاملی، از تمایل بالایی برای مولكول مورد نظر برخوداراند. برگزیدگی و تمایل­های بدست آمده از فرآیند قالب­زنی مولكولی، به برگزیدگی و تمایل­های عناصر شناسایی زیستی، نظیر پادتن­ها نزدیك است. تكنولوژی قالب مولكولی در خلال چند سال گذشته به عنوان جایگزینی مناسب برای انواع روش­های تجزیه­ای مبتنی بر عناصر تشخیص دهنده طبیعی معرفی و توسعه یافته است. این تكنیك ابتدا به عنوان روشی برای ایجاد مكان­های تشخیص دهنده گزینش­پذیر در پلیمرهای سنتزی، به كار رفته و امروزه كاربردهای مختلفی پیدا نموده است. پلیمرهای قالب مولكولی در واقع یك نو­پلیمر سنتزی هستند كه میل تركیبی بالایی نسبت به مولكول هدف دارند[1]. در واقع طی فرآیند پلیمریزاسیون، شبكه­های ویژه برای برهمكنش با گونه هدف ایجاد می­شود. در این روش ابتدا گونه هدف با

شکل (1-1) شمای قالب زنی مولکولی[2]

مونومرهای قابل پلیمریزاسیون (دارای پیوند دوگانه كربن- كربن) كه در یك سر خود دارای گروه­های عاملی توانا برای برهمكنش با مولكول هدف می­باشند تشكیل كمپلكس داده و سپس این كمپلكس در حضور مقادیر زیادی از یك مونومر اتصال عرضی[6]، كوپلیمره[7] شده و بنابراین شكل كمپلكس در پلیمر تثبیت می­شود. با خروج گونه هدف از پلیمر شبكه­هایی ایجاد خواهد شد كه از نظر شكل، اندازه و جهت گیری گروه­های عاملی دقیقاً مكمل گونه هدف می­باشند[3]. شناسایی مولكول یا یون یك پدیده­ای است كه می­توان بصورت پیوند ترجیحی مولكول یا یون با پذیرنده با انتخاب­گری بالا بخاطر تشابه ساختاری نزدیك در نظر گرفت. این مفهوم بطور دقیق در تكنولوژی پلیمر قالب مولكولی وجود دارد. به عبارتی پلیمرهای قالب مولكولی یا یونی پس از آماده سازی تنها با همان قالب اولیه كه از هر لحاظ با هم كمل می­باشند برهمكنش دارند[4]