هدف تحقیق حاضر، توسعه ی روشهای آماده سازی و پیش تغلیظ ترکیبات مختلف، براساس میکرواستخراج با فاز جامد بر پایه سُل- ژل می باشد و برای اندازه گیری آنها از روش کروماتوگرافی گازی با آشکارساز یونیزاسیون شعله ای استفاده گردید. این پایان نامه در دو فصل تنظیم شده است؛ درفصل اول، مروری اجمالی بر انواع روشهای آماده سازی و پیش تغلیظ نمونه های مختلف انجام گرفته است. درفصل دوم، که فصل تجربی است وشامل پنج بخش می باشد؛ از فازهای استخراجی تهیه شده، برای استخراج و پیش تغلیظ ترکیبات مختلف استفاده شد. در بخش اول فصل دوم، نانولوله های کربنی پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول (peg-g-mwcnts) تهیه شد و از آن به عنوان فاز استخراج کننده استفاده گردید. نانولوله های کربنی پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول از لحاظ سُل- ژلی فعال می باشند و می توانند با دیگر ترکیبات موجود در محلول سل پیوند شیمیایی برقرار کنند. در این بخش، دو نوع پوشش بر پایه سیلیسیم و تیتانیوم به روش سُل- ژل با نانولوله های کربنی پوشش داده شده با پلی اتیلن گلیکول، تهیه گردید. خصوصیات ترکیب peg-g-mwcnts به وسیله روش طیف سنجی مادون قرمز و روش تجزیه وزن سنجی حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پویشی همگن بودن، تخلل و ضخامت فیبر مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت پوشش فیبرهای ساخته شده با استفاده از این تکنیک حدود 20 میکرومتر تخمین زده می شود. این پوشش های تهیه شده دارای ساختاری بسیار متخلخل بوده که به طور بارزی می تواند باعث افزایش مساحت سطح فیبر گردد. همچنین در تصاویر با بزرگنمایی بالا، نانولوله های کربنی را می توان مشاهده کرد که باعث افزایش بیشتر مساحت سطح پوشش می گردند. در بخش دوم، میکرواستخراج با فاز جامد از فضای فوقانی، با فاز استخراجی تهیه شده از peg-g-mwcnts و روش سُل- ژل، برای استخراج ترکیبات btex از نمونه های آبی زیست محیطی استفاده گردید. و برای اندازه گیری آن از دستگاه کروماتوگرافی گازی و آشکارساز یونیزاسیون شعله ای استفاده گردید. پوشش تهیه شده دارای مزیت های ممتازی است که به پایداری حرارتی و طول عمر بالای آن می توان اشاره کرد که علت آن پیوند شیمیایی بین پوشش و سطح بستر فیبر می باشد. پارامترهای موثر در استخراج مانند دمای استخراج، مدت زمان استخراج، غلظت نمک، سرعت هم زدن، دمای واجذبی آنالیت و زمان واجذبی آنالیت نمونه مورد بررسی قرار گرفتند و بهینه شدند. تحت شرایط بهینه منحنی کالیبراسیون برای ترکیبات btex با رسم سطح زیر پیک محلولهای استاندارد در مقابل غلظت بدست آمد؛ که مقادیرضرایب همبستگی (r) بدست آمده برای آنالیت ها بیشتر از 9961/0 می باشد. حد تشخیص روش، به طور عملی در نسبت سیگنال به نویز برابر3 و با پنج بار تکرار آزمایش بدست آمد، که مقادیر آن، 6/0 تا 3 پیکوگرم در میلی لیتر حاصل گردید. و حد کمی آن در نسبت سیگنال به نویز برابر10، بین 2 تا 10 پیکوگرم در میلی لیتر به دست آمد. تکرارپذیری روش به صورت انحراف استاندارد نسبی گزارش شده است. تکرارپذیری در جواب فیبر به آنالیت به صورت انحراف استاندارد نسبی حاصل از 5 بار اندازه گیری در غلظت 20 پیکوگرم در میلی لیتر نسبت به هریک از آنالیت ها، توسط یک فیبر محاسبه گردید که مقادیر آن در محدوده 4/4 تا 7/5 درصد به دست آمد. همچنین تکرارپذیری در ساخت فیبر به صورت انحراف استاندارد نسبی برای اندازه گیری غلظت20 پیکوگرم در میلی لیتر نسبت به هریک از آنالیت ها، توسط 3 فیبر تهیه شده تحت شرایط یکسان، به دست آمد که مقادیر آن 3/4 تا 5/6 درصد حاصل گردید. در نهایت روش پیشنهادی با موفقیت برای اندازه گیری ترکیبات btexدر نمونه های حقیقی مورد استفاده گرفت. در بخش سوم، فاز استخراجی تهیه شده از peg-g-mwcnts به روش سُل- ژل، برای میکرواستخراج با فاز جامد ترکیب mtbe از نمونه های آبی زیست محیطی استفاده گردید. محدوده خطی روش، درگستره ی 500-07/0 نانوگرم در لیتر با ضریب همبستگی 9985/0 می باشد. حدتشخیص روش، به طور عملی درنسبت سیگنال به نویز برابر 3 و با پنج بار تکرار آزمایش بدست آمد، که مقدار آن، 01/0 نانوگرم در میلی لیترحاصل گردید. تکرارپذیری در جواب فیبر به آنالیت به صورت انحراف استاندارد نسبی حاصل از 6 بار اندازه گیری در در دو غلظت 1/0 و 100 نانوگرم در میلی لیتر توسط یک فیبر محاسبه گردید که این مقادیر به ترتیب، برابر 3/5 و 1/4 درصد می باشد. همچنین تکرارپذیری در ساخت فیبر به صورت انحراف استاندارد نسبی برای اندازه گیری غلظت 1/0 نانوگرم در میلی لیتر از mtbe، توسط 3 فیبر تهیه شده تحت شرایط یکسان، به دست آمد که مقدار آن 5/6 درصد حاصل گردید. در نهایت جهت بررسی اثر ماتریکس نمونه حقیقی، نمونه های آبی از قبیل فاضلاب شهری، آب آشامیدنی و آب چاه و آب یکی از رودخانه های محلی شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفت. درصد بازیابی نسبی به دست آمده برای نمونه های حقیقی نشان می دهد که صحت روش برای اندازه گیری ترکیب mtbe، مطلوب است و همچنین اثر ماتریکس قابل توجهی مشاهده نمی گردد. در بخش چهارم، از روش میکرواستخراج با فاز جامد به روش مستقیم، با پوشش peg-g-mwcnts بر پایه تیتانیوم ساخته شده به روش سُل- ژل، برای استخراج ترکیبات دارویی ایبوپروفن، ناپروکسن و دیکلوفناک درنمونه های آبی زیست محیطی استفاده گردید. دمای استخراج، مدت زمان استخراج، اثر ph، غلظت نمک، سرعت هم زدن، دمای واجذبی آنالیت و زمان واجذبی آنالیت، نمونه از جمله پارامترهای مهمی هستند که در کارایی روش میکرواستخراج با فاز جامد به صورت مستقیم موثر می باشند. در شرایط بهینه، منحنی های کالیبراسیون مربوط به هر آنالیت در غلظت های مختلف مورد بررسی قرار گرفتندکه نشان می دهند که ضرایب همبستگی (r) بیشتر از 9985/0 می باشد. حد تشخیص روش، به طور عملی در نسبت سیگنال به نویز برابر3 و با پنج بار تکرار آزمایش بدست آمد، که مقادیر آن، 007/0 تا 03/0 نانوگرم در میلی لیتر حاصل گردید. تکرارپذیری روش به صورت انحراف استاندارد نسبی گزارش شده است. تکرارپذیری در جواب فیبر به آنالیت به صورت انحراف استاندارد نسبی حاصل از 5 بار اندازه گیری در غلظت 1/0 نانوگرم در میلی لیتر نسبت به هریک از آنالیت ها، توسط یک فیبر محاسبه گردید که مقادیر آن در محدوده 9/5 تا 1/8 درصد به دست آمد. همچنین تکرارپذیری در ساخت فیبر به صورت انحراف استاندارد نسبی برای اندازه گیری غلظت 1/0 نانوگرم در میلی لیتر نسبت به هریک از آنالیت ها، توسط 3 فیبر تهیه شده تحت شرایط یکسان، به دست آمد که مقادیر آن 2/7 تا 1/9 درصد حاصل گردید. برای بررسی کارآیی روش مذکور، دراندازه گیری مقادیرکم ترکیبات دارویی موردنظر درنمونه های حقیقی، چهار نمونه آب زیست محیطی شامل فاضلاب شهری، آب آشامیدنی و آب چاه و آب یکی از رودخانه های محلی شهر مشهد مورد آزمایش و بررسی قرار گرفتند. در بخش پنجم، روشی ارائه شد که در آن پوشش فیبر spme توسط یک غشای توخالی در برابر ماتریکس پیچیده نمونه محافظت می گردد و از این روش برای اندازه گیری ایبوپروفن، ناپروکسن و دیکلوفناک در نمونه های ادرار استفاده گردید. در واقع این روش از ترکیب مزیت های روش spme بر اساس سُل- ژل، نانولوله های کربنی و روش میکرواستخراج فاز مایع با فیبر توخالی برخوردار است. پوشش فیبر spme استفاده شده، پوشش peg-g-mwcnts بر پایه تیتانیوم با استفاده از روش سُل- ژل می باشد. حلال آلی، دمای واجذبی آنالیت، زمان واجذبی آنالیت، دمای استخراج، مدت زمان استخراج، اثر ph، غلظت نمک و سرعت هم زدن نمونه از جمله پارامترهای مهمی هستند که در کارایی روش میکرواستخراج با فاز جامد محافظت شده به وسیله غشای توخالی موثر می باشند. در شرایط بهینه، منحنی های کالیبراسیون مربوط به هر آنالیت را در غلظت های مختلف مورد بررسی قرار گرفت که نشان می دهد ضرایب همبستگی (r) بیشتر از 9996/0 می باشد. حد تشخیص روش، به طور عملی در نسبت سیگنال به نویز برابر3 و با پنج بار تکرار آزمایش بدست آمد،که مقادیر آن، 03/0 تا 15/0 نانوگرم در میلی لیتر حاصل گردید. تکراپذیری روش به صورت تکرارپذیری در یک روز و تکرارپذیری بین روزها در 3 سطح غلظتی مورد بررسی قرار گرفت تکرارپذیری در یک روز، بین 8/4 تا 9 درصد و تکرارپذیری بین روزها بین 9/4 تا 1/8 حاصل گردید. برای بررسی صحت روش نمونه های ادرار در سه سطح غلظتی از ایبوپروفن، ناپروکسن و دیکلوفناک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که درصد بازیابی نسبی آنالیت ها بین 2/80 تا 5/98 درصد می باشد. در نهایت روش پیشنهاد شده برای تعیین و اندازه گیری ایبوپروفن، ناپروکسن و دیکلوفناک در نمونه های ادرار افرادی که این ترکیبات دارویی برای آنها تجویز شده بود، مورد استفاده قرار گرفت.

در این تحقیق، روش میکرو استخراج فاز جامد از فضای فوقانی به همراه دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به آشکارساز یونیزاسیون شعله، به منظور آشکار سازی تعدادی از آمین های آروماتیک در نمونه های آبی و ادرار به کار گرفته شده است. برای آماده سازی فیبرهای میکرو استخراج فاز جامد از تکنیک سل-ژل بهره گرفته شده است و دو پوشش متفاوت پلی اتیلن گلیکول و پلی اتیلین گلیکول تقویت شده با نانو لوله های کربنی ساخته و با هم مقایسه شده اند. در شرایط یکسان، کارایی استخراج فیبر پلی اتیلن حاوی نانو لوله های کربنی بهتر از فیبر پلی اتیلن بود، لذا به منظور دستیابی به بیشترین کارایی استخراج، تعدادی از پارامترهای تجزیه ای همچون دما و زمان واجذب، دما و زمان استخراج، اثر نمک، ph و سرعت همزن برای این فیبر بررسی و بهینه گردید. تحت شرایط بهینه، حدود تشخیص از 0005/0 تا 05/0 نانوگرم در میلی لیتر و حدود کمی بین 001/0 تا 5/0 نانوگرم در میلی لیتر بود. تکرار پذیری یک فیبر (برای 5 بار اندازه گیری) در محدوده ی 1/5 تا 1/9 درصد قرار گرفت در حالی که تکرار پذیری در ساخت فیبر (برای 3 فیبر ساخته شده تحت شرایط یکسان) در محدوده ای از 8/7 تا 0/12 درصد به دست آمد. این روش به طور موفقیت آمیزی جهت بررسی و تحلیل نمونه های آبی و ادرار با مقادیر بازیابی بین 7/63 تا 0/97 درصد به کار گرفته شد.

در این تحقیق روش میکرواستخراج فاز جامد از فضای فوقانی بر پایه سل – ژل جهت تهیه فیبر پلی اتیلن گلیکول و پلی اتیلن گلیکول تقویت شده با نانو لوله های کربنی به کار برده شد. دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به دتکتور یونیزاسیون شعله ای برای تعیین فنول و کرزول ها در نمونه های آب و ادرار استفاده شده است. تحت شرایط بهینه محدوده خطی برای فنول وکرزول ها 100- 005/0 نانوگرم در میلی لیتر، حدتشخیص (ارتفاع پیک ترکیب سه برابر ارتفاع پیک نویز باشد ) 1/0- 001/0 نانوگرم در میلی لیتر، حدتشخیص کمی 5/0- 005/0 نانوگرم در میلی لیتر به دست آمد.انحراف استاندارد برای یک فیبر(تکرار پذیری برای 5 بار اندازه گیری) 1/7-4/5 درصد به دست آمد. به علاوه تکثیرپذیری درساخت فیبر فوق (برای 3 فیبر ساخته شده تحت شرایط یکسان) نیز 5/10-3/8 به دست آمد. این روش به طور موفقیت آمیز برای استخراج فنول و کرزول ها از بافت ها پیچیده مانند نمونه فاضلاب و ادرار به کار برده می شود. محدوده بازیابی نسبی 5/99-3/85 برای نمونه های آبی و 1/101 – 2/95 برای نمونه های ادرار به دست آمد.

پلی اکسومتالات ها کلاسترهای آنیونی فلز- اکسیژن، ترکیبات کوئوردینانسی با بیش از دو اتم فلزی بوده که از طریق تراکم نمک های ساده بوجود می آیند. این کلاسترها به دلیل تنوع الکترونی و ساختاری، منحصر به فرد بوده و از واحدهای متقارن که اغلب ساختارهای شبه کروی دارند، تشکیل شده اند. در این پایان نامه ابتدا پلی اکسومتال های مادر تهیه شد، پس از تأیید صحت نمونه با استفاده از طیف ir، ترکیبات مورد نیاز تهیه شد و صحت هر کدام از این نمونه ها نیز توسط طیف ir مورد تأیید قرار گرفت. در این پایان نامه می خواهیم نمونه ها را از نظر نوع واکنش با no2- و هم چنین از نظر قابلیت کاتالیزوری مورد بررسی قرار دهیم. برای رسیدن به این هدف، باید ولتاموگرام های چرخه ای نمونه ها را آماده می کردیم. در اینجا ولتاموگرام چرخه ای نمونه ها را در 7/4 ph= ( بدلیل اینکه در این ph پایداری بیشتری دارند) و در محلول بافر استیک اسید/ سدیم استات تهیه کردیم، سپس با استفاده از اطلاعات آماری به دست آمده از این ولتاموگرام ها توانستیم نمودارهای جریان علیه سرعت ،جریان علیه غلظت یون no2- و γ-cat را تهیه کنیم، که با استفاده از این نمودارها به ترتیب، نوع واکنش نمونه ی مورد نظر، قابلیت کاتالیزوری و مقایسه ی قابلیت کاتالیزوری نمونه ها را بدست آوردیم. در انتها از هر دسته از نمونه ها، بهترین نمونه جهت کاهش no2- و در میان تمام نمونه ها نیز بهترین نمونه را انتخاب کردیم، همچنین اتم های هترو را در واکنش کاهش no2- مقایسه کردیم، نتیجه اینکه از بین نمونه های هر دسته نمونه های همراه با فلز کبالت بیشترین قابلیت کاتالیزوری را دارا بود و همچنین در بین دسته ها، دسته ی همراه با اتم هترو b دارای بالاترین قابلیت کاتالیزوری بود.

در این تحقیق فیبرهای میکرواستخراج فاز جامد مقاوم حرارتی براساس تکنولوژی سل- ژل ساخته شدند و به عنوان فاز استخراج کننده در میکرواستخراج فاز جامد، برای جداسازی تعدادی از آمین های آروماتیک از نمونه های آبی بکار رفتند. دو نوع پوشش پلی دی متیل سیلوکسان و پلی دی متیل سیلوکسان اصلاح شده با مایع یونی ساخته و باهم مقایسه شدند. به منظور دستیابی به بیشترین کارایی استخراج، تعدادی از پارامترهای تجزیه ای مانند: دمای استخراج، زمان استخراج، دمای واجذب، زمان واجذب، سرعت همزدن، اثر نمک و ph مورد بررسی قرار گرفتند. در شرایط یکسان، کارایی استخراج فیبر پلی دی متیل سیلوکسان اصلاح شده با مایع یونی بهتر از فیبر پلی دی متیل سیلوکسان بود.. تحت شرایط بهینه بدست آمده، حدود تشخیص 001/0 تا 1/0 نانوگرم در میلی لیتر و حدود کمی 005/0 تا 5/0 نانوگرم در میلی لیتربودند. تکرارپذیری یک فیبر و تکرار پذیری در ساخت فیبر به ترتیب بین 07/3 تا 2/12 درصد و 3/5 تا 4/12 درصد قرار گرفت. این روش به طور موفقیت آمیزی برای بررسی نمونه های آبی با مقادیر بازیابی نسبی 3/83 تا 0/95 درصد به کارگرفته شد.

در این تحقیق، روش استخراج فاز جامد مغناطیسی بر پایه نانولولههای کربنی و نانوفیبرهای کربنی عاملدار شده با نانو ذرات اکسید آهن (fe3o4) برای استخراج ترکیبات آروماتیک چندحلقه ای از نمونه های آبی و آنالیز آنها با دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به آشکارساز یونیزاسیون شعله انجام شده است. در مرحله اول عاملدار کردن نانولوله های کربنی و نانوفیبر های کربنی تحت شرایط اسیدی انجام شد و در مرحله بعد ساخت جاذب اصلی cnt-fe3o4 و cnf-fe3o4 طی فرآیند هم رسوبی انجام گرفت. پارامترهائی که در این پروژه بهینه سازی شدند، عبارتند از: حلال استخراج کننده، زمان جذب و واجذب، حجم حلال استخراج کننده، اثر نمک و مقدار جاذب می باشد. تحت شرایط بهینه، برای آنالیت نفتالن به ترتیب با جاذبcnt-fe3o4 و cnf-fe3o4 گستره خطی روش 100-0.05، 100-0.025 نانو گرم در میلی لیتر و مقدار حد تشخیص به ترتیب برابر با 0.02، 0.008 نانوگرم در میلیلیتر و مقدار انحراف استاندارد نسبی 10.8-5.9, 4.8-9.8 نانو گرم در میلی لیتر بدست آمد. برای آنالیت فلورن به ترتیب با جاذبcnt-fe3o4 و cnf-fe3o4 گستره خطی روش 100-0.1، 100-0.04 نانو گرم در میلی لیتر و مقدار حد تشخیص به ترتیب برابر با 0.04، 0.01 نانوگرم در میلی لیتر و مقدار انحراف استاندارد نسبی 6.8-4.3, 8.4-3.2 نانو گرم در میلی لیتر و برای آنتراسن به ترتیب با جاذبcnt-fe3o4 و cnf-fe3o4 گستره خطی روش 100-0.2، 100-0.08 نانو گرم در میلی لیتر و مقدار حد تشخیص به ترتیب برابر با 0.07، 0.03 نانوگرم در میلی لیتر و مقدار انحراف استاندارد نسبی 12.6-3.6, 11.2-4.5 نانو گرم در میلی لیتر با سه بار تکرار در شرایط یکسان بدست آمد با توجه به نتایج بدست آمده جاذب cnf-fe3o4 دارای کارایی بالاتری در فرآیند استخراج ترکیبات آروماتیک چندحلقه ای می باشد. در نهایت، برای ارزیابی بهره وری از روش ارائه شده در نمونه واقعی، فقط جاذب cnf-fe3o4 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که بازیابی نسبی ترکیبات آروماتیک چندحلقه ای از چهار ماتریس نمونه های مختلف (آب، آب رودخانه، چاه آب و فاضلاب) محدوده90.1تا 100.1 و (rsd) بین 3.2 و 9.8 بدست آمد.