ساخت بسپار قالب‎مغناطیسی جدید با روش بسپارش نامیزه‎ای پیکرینگ تثبیت‎شده با کیتوسان برای استخراج و پیش‎تغلیظ نیکل در نمونه‌های ماهی: بهینه‌سازی با طراحی باکس-‎بنکن و مطالعه‌های تعادلی، سینتیکی و ترمودینامیکی

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 13، دوره 15، شماره 1، خرداد 1400، صفحه 136-156   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2021.683075

نویسندگان

فرخنده بازیار¹؛ علیرضا طاهری^{* 2}

¹دانشجوی کارشناسی ارشد گروه شیمی‎، واحد ایلام، دانشگاه آزاد اسلامی، ایلام، ایران.

²استادیار گروه شیمی، واحد ایلام، دانشگاه آزاد اسلامی، ایلام، ایران

چکیده

       در پژوهش حاضر جاذب قالب‎مغناطیسی تهیه‎شده با روش بسپارش نامیزه‎ای پیکرینگ به‌عنوان جاذب گزینش­پذیر مقادیر ناچیز نیکل II معرفی شده است. در ابتدا لیگاند کیلیت کننده 2-استیل‎بنزوفوران تیوسمی کاربازون و نانوذره­های مغناطیسی آب‌گریز هسته-پوسته (Fe₃O₄@OA) تهیه و سپس بسپارش در حضور نسبت مناسب کمپلکس لیگاند-نیکل (II)، اتیلن‎ گلیکول دی‎متاکریلات، متاکریلیک اسید، آزوبیس‎ایزوبوتیرونیتریل، ذره­ های کیتوسان و نانوذره­های مغناطیسی آب‌گریز به ترتیب به‌عنوان قالب یونی، شبکه‎ساز، تکپار، آغازگر و عامل تثبیت‌کننده و حامل مغناطیسی نامیزه آب- روغن انجام گرفت. شناسایی لیگاند و بسپار در مراحل متفاوت با طیف‌های فروسرخ تبدیل فوریه، ریزنگار نوری، میکروسکوپ الکترونی پویشی، پراکندگی انرژی پرتو ایکس، مغناطیس‌سنج نمونه، هم­دما جذب-وا­جذب نیتروژن، زاویه تماس ایستا آب و نسبت استوکیومتری لیگاند به فلز صورت پذیرفت. با روش طراحی آزمایش چندمتغیره (طرح باکس-‎بنکن)، شرایط بهینه آزمایش با زمان فراصوت 46 دقیقه، pH برابر با 78_/7 و مقدار جاذب 85_/78 میلی‌گرم تعیین شد. داده‌های هم­دما بسپار قالب‎یونی با مدل هم‎دما لانگمویر همخوانی دارد که نشان­دهنده جذب سطحی نامنظنم نیکل است. گستره دینامیکی خطی، حد تشخیص و انحراف استاندارد نسبی برای اندازه‌گیری یون­های نیکل به ترتیب 01_/0 تا  mg/l 70، mg/l 004_/0 و 21_/3 % با طیف‎شناسی جذب اتمی، گزارش شده است. با بسپار تهیه‎شده جدید، اندازه‌گیری مقدار نیکل II در نمونه­ های ماهی از جمله ماهی قزل آلا، ماهی حلوا، ماهی تیلاپیا و ماهی تون به‎طور موفقیت آمیزی بررسی شد.
 

کلیدواژه‌ها

یون نیکل (II)؛ بسپارش نامیزه‎ای پیکرینگ؛ بسپار قالب‎یونی مغناطیسی و طراحی بهینه‎سازی باکس-‎بنکن

مراجع

1] He, R.; Wang, Z.; Tan, L.; Zhong, Y.; Li, W.; Xing, D.; Wei, C.; Tang, Y.; Microporous and Mesoporous Materials 257, 212-221, 2018.

[2] Santos, L.D.; Santos, Q.O.D.; Moreno, I.; Novaes, C.G.; Santos, M.J.S.D; Bezerra, M.A.; Journal of the Brazilian Chemical Society 27, 745-752, 2015.

[3] Panneerselvam, P.; Morad, N; Tan, K.A.; Journal of Hazardous Materials 186, 160-168, 2011.

[4] Hadi, P.; Barford, J.; McKay, G.; Chemical Engineering Journal 228, 140-146, 2013.

[5] Demim, S.; Drouiche, N.; Aouabed, A.; Benayad, T.; Dendene-Badache, O.; Semsari, S.; Ecological Engineering 61(Part A), 426-435, 2013.

[6] Saraswat, R.; Talreja, N.; Deva, D.; Sankararamakrishnan, N.; Sharma, A.; Verma, N.; Chemical Engineering Journal 197, 250-260, 2012.

[7] Mohammadi, S.; Taheri, A.; Rezayati-zad, Z.; Progress in Chemical and Biochemical Research 1, 1-10, 2018.

[8] Diouf, A.; El Bari, N; Bouchikhi, B.; Talanta 209, 120577, 2020.

[9] Lee, M. H.; Thomas, J.L.; Liao, C.L.; Jurcevic, S.; Crnogorac-Jurcevic, T.; Lin, H.Y.; Separation and Purification Technology 192, 213-219, 2018.

[10] Lande, A.; Kroken, M.; Rabben, K.; Retterstol, L.; Am J Med Genet A 176, 175-180, 2018.

[11] Laatikainen, K.; Branger, C.; Coulomb, B.; Lenoble, V; Sainio, T.; Reactive and Functional Polymers 122, 1-8,  2018.

[12] Kong, X.J.; Zheng, C.; Lan, Y.H.; Chi, S.S.; Dong, Q.; Liu, H.L.; Peng, C.; Dong, L.Y.; Xu, L.; Wang, X.H.; Anal Bioanal Chem. 410, 247-257, 2018.

[13] Khan, S.; Hussain, S.; Wong, A.; Foguel, M.V.; Moreira Gonçalves, L.; Pividori Gurgo, M.I.; Taboada Sotomayor, M.D.P.; Reactive and Functional Polymers 122, 175-182, 2018.

[14] Azimi, M.; Ahmadi Golsefidi, M.; Varasteh Moradi, A.; Ebadii, M.; Zafar Mehrabian, R.; Journal of Analytical Methods in Chemistry 2020, 3646712, 2020.

[15] Kamari, K.; Taheri, A.; Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 86, 230-239, 2018.

[16] Gatabi, J.; Sarrafi, Y.; Lakouraj, M.M.; Taghavi, M.; Chemosphere 240, 124772, 2020.

[17] He, J.; Shang, H.; Zhang, X.; Sun, X.; Applied Surface Science 428, 110-117, 2018.

[18] Jalilian, R.; Taheri, A.; e-Polymers 18, 123-134, 2018.

[19] Zhou, Z.; Liu, X.; Zhang, M.; Jiao, J.; Zhang, H.; Du, J.; Zhang, B; Ren, Z.; Science of the Total Environment 699, 134334, 2020.

[20] Mishra, S.; Tripathi, A.; Journal of Environmental Chemical Engineering 8, 103656, 2020.

[21] Zengin, A.; Utku Badak, M.; Bilici, M.; Suludere, Z; Aktas, N.; Applied Surface Science 471, 168-175, 2019.

[22] Yu, R.; Zhou, H.; Li, M; Song, Q.; Journal of Electroanalytical Chemistry 832, 129-136, 2019.

[23] Yazdani, Z.; Yadegari, H.; Heli, H.; Anal Biochem 566, 116-125, 2019.

[24] Yang, C.; Ji, X.F.; Cao, W.Q.; Wang, J.; Zhang, Q.; Zhong, T.L.; Wang, Y.; Sensors and Actuators B: Chemical 282, 818-823, 2019.

[25] Colard, C.A.; Teixeira, R.F.; Bon, S.A.; Langmuir 26, 7915-7921, 2010.

[26] Qiao, X.; Zhou, J.; Binks, B.P.; Gong, X.; Sun, K.; Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 412, 20-28, 2012.

[27] Cui, Z.G.; Cui, C.F.; Zhu, Y.; Binks, B.; Langmuir 28, 314-320, 2011.

[28] Teixeira, R.F.A.; McKenzie, H.S.; Boyd, A.A.; Bon, S.A.F.; Macromolecules 44, 7415-7422, 2011.

[29] Shah, B.R.; Li, Y.; Jin, W.; An, Y.; He, L.; Li, Z.; Xu, W.; Li, B.; Food Hydrocolloids 52, 369-377, 2016.

[30] Ou, H., Chen, Q., Pan, J., Zhang, Y., Huang, Y. and Qi, X.; J Hazard Mater 289, 28-37, 2015.

[31] Wei, Z.; Wang, C.; Zou, S.; Liu, H.; Tong, Z.; Polymer 53, 1229-1235, 2012.

[32] Lin, Z.; Zhang, Z.; Li, Y.; Deng, Y.; Chemical Engineering Journal 288, 305-311, 2016.

[33] Pan, J.; Qu, Q.; Cao, J.; Yan, D.; Liu, J.; Dai, X.; Yan, Y.; Chemical Engineering Journal 253, 138-147, 2014.

[34] Xu, C.,; Uddin, K.M.A.; Shen, X.; Jayawardena, H.S.N.; Yan, M.; Ye, L.; ACS applied materials & interfaces 5, 5208-5213, 2013.

[35] Davarani, S.S.H.; Rezayati-zad, Z.; Taheri, A.; Rahmatian, N.; Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 71, 572-583, 2017.

[36] Nezhadali, A.; Mojarrab, M.; Journal of Electroanalytical Chemistry 744, 85-94, 2015.

[37] Nezhadalia, A.; Sensors and Actuators B. 190, 829-837, 2014.

[38] Ahmadi, F.; Yawari, E.; Nikbakht, M.; J Chromatogr A 1338, 9-16, 2014.

[39] Kothari, R.; Sharma, B.; J. Chem. Chem. Sci. 1, 158-163, 2011.

[40] Chandra, S.; Gupta, L.K.; Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 62, 1089-1094, 2005.

[41] Drozdov, A.S.; Ivanovski, V.; Avnir, D.; Vinogradov, V.V.; J Colloid Interface Sci. 468, 307-312, 2016.

[42] Zhang, L.; Li, L.; Dang, Z.M.; J Colloid Interface Sci. 463, 266-71, 2016.

[43] Zheng, W.; Chen, K.; Zhu, J.; Ji, L.; Separation and Purification Technology 116, 398-404. 2013.

[44] Gam‐Derouich, S.; Ngoc Nguyen, M., Madani, A.; Maouche, N.; Lang, P.; Perruchot, C.; Chehimi, M.M.; Surface and Interface Analysis 42, 1050-1056, 2010.

[45] Sharma, D.; Ansari, B.; Res. J. Chem. Sci. 1, 125-134. 2011.

[46] Yang, Y.; Wei, Z., Wang, C.; Tong, Z.; Chemical Communications 49, 7144-7146, 2013.

[47] Renkecz, T.; Mistlberger, G.N.; Pawlak, M.; Horváth, V.; Bakker, E.; ACS applied materials & interfaces. 5, 8537-8545, 2013.

[48] Tanev, P.T.; Vlaev, L.T.; Journal of Colloid and Interface Science 160, 110-116, 1993.

[49] Stalikas, C.; Fiamegos, Y.; Sakkas, V.; Albanis, T.; Journal of Chromatography A 1216. 175-189, 2009.

[50] Pizarro, C.; Pérez-del-Notario, N.; Sáenz-Mateo, A; González-Sáiz, J.; Talanta 128, 1-8, 2014.