میکرواستخراج و پیش تغلیظ نیکل در نمونه های شکلات با نانوجاذب مغناطیسی SrFe12O19@CTAB و اندازه گیری با جذب اتمی برق گرمایی

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 11، دوره 15، شماره 4، اسفند 1400، صفحه 118-132   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.689065

نویسندگان

وحید مرتضوی نیک¹؛ الهه کنوز^{* 2}؛ علیرضا فیض بخش³؛ امیرعبداله مهرداد شریف⁴

¹دانشجوی دکتری شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران.

²دانشیار شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران.

³. استاد شیمی تجزیه، گروه شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایرانان

⁴استادیار شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

چکیده

      دانه ­های کاکائو حاوی چربی­ های سیرنشده هستند و برای هیدروژن ­دارکردن این چربی­ها از کاتالیزر نیکل استفاده می ­شود و نیکل می­ تواند با غلظت بالا در شکلات وجود داشته باشد. در این پژوهش، استخراج فاز جامد پخشی همراه با روش جذب اتمی برق ­گرمایی به­عنوان یک روش جدید برای اندازه ­گیری نیکل در نمونه شکلات به­ کارگرفته ­شد. در ابتدا نانوجاذب­ های مغناطیسی هگزافریت استرانسیم ساخته شد. سپس سطح آن با ماده سطح ­فعال ستیل ­تری­ متیل ­آمونیم برمید (CTAB)  اصلاح و نانوجاذب مغناطیسیSrFe₁₂O₁₉@CTAB تهیه شد. ویژگی­های جاذب ساخته ­شده با روش­های تجزیه وزن­ سنجی گرمایی-گرماسنجی پویشی تفاضلی (TGA-DSC)­، پراش پرتو ایکس (XRD)­، طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، مغناطیس ­سنجی نمونه ارتعاشی (VSM)­ و میکروسکوپی الکترونی پویشی گسیل میدانی (FESEM) مطالعه شد. سپس، مقدارهای بهینه عامل­های موثر بر استخراج به­ دست آمد (pH برابر با 8، مقدار جاذب برابر با 50 میلی­ گرم، محلول  (v/v) 2 % متانول در نیتریک اسید به حجم 2 میلی­لیتر به ­عنوان حلال شستشو). همچنین، نیکل در نمونه ­های حقیقی شکلات در شرایط بهینه پیش­ تغلیظ و با دستگاه جذب اتمی برق­گرمایی اندازه ­گیری شد. عامل­ های تجزیه­ ای نیز شامل گستره خطی­ بودن 1 تا µg l^-1100، حدتشخیص µg kg^-1 0_/45، درصد بازیافت 97_/8 تا 100_/2­، انحراف استاندارد نسبی 0_/222 تا  0_/68 % و عامل پیش ­تغلیظ برابر با 50 تعیین شدند. این روش، روشی ساده، سریع، کم ­هزینه، موثر، بسیار حساس و دوستدار محیط­زیست برای اندازه­ گیری نیکل درنمونه ­های شکلات است
       دانه­های کاکائو حاوی چربی­های سیرنشده هستند و برای هیدروژن­دارکردن این چربی­ها از کاتالیزر نیکل استفاده می­شود و نیکل می­تواند با غلظت بالا در شکلات وجود داشته باشد. در این پژوهش، استخراج فاز جامد پخشی همراه با روش جذب اتمی برق­گرمایی به­عنوان یک روش جدید برای اندازه­گیری نیکل در نمونه شکلات به­کارگرفته­شد. در ابتدا نانوجاذب­های مغناطیسی هگزافریت استرانسیم ساخته شد. سپس سطح آن با ماده سطح­فعال ستیل­تری­متیل­آمونیم برمید (CTAB)  اصلاح و نانوجاذب مغناطیسیSrFe₁₂O₁₉@CTAB تهیه شد. ویژگی­های جاذب ساخته­شده با روش­های تجزیه وزن­سنجی گرمایی-گرماسنجی پویشی تفاضلی (TGA-DSC)­، پراش پرتو ایکس (XRD)­، طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)،
مغناطیس­سنجی نمونه ارتعاشی (VSM)­ و میکروسکوپی الکترونی پویشی گسیل میدانی (FESEM) مطالعه شد. سپس، مقدارهای بهینه عامل­های موثر بر استخراج به­دست آمد (pH برابر با 8، مقدار جاذب برابر با 50 میلی­گرم، محلول  (v/v) 2 % متانول در نیتریک اسید به حجم 2 میلی­لیتر به­عنوان حلال شستشو). همچنین، نیکل در نمونه­های حقیقی شکلات در شرایط بهینه پیش­تغلیظ و با دستگاه جذب اتمی برق­گرمایی اندازه­گیری شد. عامل­های تجزیه­ای نیز شامل گستره خطی­بودن 1 تا µg l^-1100، حدتشخیص µg kg^-1 45_/0، درصد بازیافت 8_/97 تا 2_/100­، انحراف استاندارد نسبی 22_/0 تا  68_/0 % و عامل پیش­تغلیظ برابر با 50 تعیین شدند. این روش، روشی ساده، سریع، کم­هزینه، موثر، بسیار حساس و دوستدار محیط­زیست برای
اندازه­گیری نیکل درنمونه­های شکلات است.

کلیدواژه‌ها

نیکل؛ استخراج فاز جامد پخشی؛ جذب اتمی برق‌گرمایی؛ شکلات؛ SrFe12O19@CTAB

مراجع

[1] Sadeghi, M.; Shiri, F.; Kordestani, D.; Mohammadi, P.; Alizadeh, A.; Journal of the Iranian Chemical Society 15, 753–768, 2018.

[2] Reclo, M.; Yilmaz, E.; Soylak, M.; Andruch,V.; Bazel, Y.; Journal of Molecular Liquids 237, 236-241, 2017.

[3] Begum, K.; Reddy, P.V.; Leelaja, B.C.; Rajashekar, Y.; Rajendran, S.; Journal of Stored Products Research 43, 118-122, 2007.

[4] Ieggli, C.V.; Bohrer, D.; Nascimento, P.C.; Carvalho, L.M.; Gobo, L.A.; Journal of Food Composition and Analysis 24, 465-468, 2011.

[5] Todorovic,V.; Redovnikovic, I.R.; Todorovic, Z.; Jankovic, G.; Dodevska, M.; Sobajic, S.; Journal of Food Composition and Analysis 41, 137-143, 2015.

[6] Yanus, R.L.; Sela, H.; Borojovich, E.J.; Zakon, Y.; Saphier, M.; Nikolski, A.; Karpas, Z.; Talanta 119, 1-4, 2014.

[7] Temel, N.K.; Sertakan, K.; Gürkan, R.; Biolgical Trace Element Research 186, 597-607, 2018.

[8] Das, K.K.; Das, S.N.; Dhundasi, S.A.; Indian Journal of Medical Research 128, 412-421, 2008.

[9] Huang, C.; Hu, B.; Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 63, 437-444, 2008.

[10] Elik, A.; Altunay, N.; Gürkan, R.; Journal Molecular Liquids 247, 262-268, 2017.

[11] Ignatev, N.V.; W-Biermann, U.; Kucheryna, A.; Bissky, G.; Willner, H.; Journal of Fluorine Chemistry 126, 1150-1159, 2005.

[12] Cassella, R.J.; Brum, D.M.; Robaina, N.F.; Lima, C.F.; Fuel 215, 592-600, 2018.

[13] Sorouraddin, S.M.; Nouri, S.; Analytical Methods 8, 1396-1404, 2016.

[14] Yolcu, Ş.M.; Fırat, M.; Chormey, D.S.; Büyükpınar, Ç.; Turak, F.; Bakırdere, S.; Bulletin of environmental contamination and toxicology 100, 715–719, 2018.

[15] Khorshidi,N.; Niazi, A.; Separation Science and Technology 51, 1675–1683, 2016.

[16] Shemirani, F.; Behgozin, S.M.; Journal of the Iranian Chemical Society 15, 1907–1912, 2018.

[17] Vinhal, J.O.; Cassella, R.J.; Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 151, 33–40, 2019.

[18] Meira, L.A.; Almeida, J.S.; Dias, F.de S.; Pedra, P.P.; Pereira, A.L.C.; Teixeira, L.S.G.;  Microchemical Journal  142, 144–151, 2018.

[19] Greenberg, R.R.; Bode, P.; Fernandes, E.A.D.N.; Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 66, 193-241, 2011.

[20] Luo, J.; Xu, F.; Tu, J.; Wu, X.; Hou, X.; Microchemical Journal 132, 245–250, 2017.

[21] Jerše, A.; Jaćimović, R.; Maršić, N.K.; Germ, M.; Šircelj, H.; Stibilj, V.; Microchemical Journal 137, 355–362, 2018.

[22] Xuxu, Z.; Jianjie, L.; Aiguo, G.; Danhong, W.; Min, Z.; Atomic Spectroscopy 38, 77–85, 2017.

[23] Kiani, E.; Rozatian, A.S.H.; Yousefi, M.H.; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 361, 25–29, 2014.

[24] Pullar, R.C.; Bdikin, I.K.; Bhattacharya, A.K.; Journal of the European Ceramic Society 32, 905–913, 2012.

[25] Parham, H.; Zargar, B.; Rezazadeh, M.; Materials Science and Engineering: C 32, 2109-2114, 2012.

[26] Haijun, Z.; Zhichao, L.; Chenliang, M.; Xi, Y.; Mingzhong, Z.W.; Materials Chemistry and Physics 80, 129-135, 2003.

[27] Kustov, E.F.; Novotortsev, V.M.; Serebryannikov, S.V.; Cheparin, V.P.; Russian Journal of Inorganic Chemistry 56, 591-596, 2011.

[28] Mosleh, Z.; Kameli, P.; Poorbaferani, A.; Ranjbar, M.; Salamati, H.; Journal of Magnetism and Magnetic Materials 397, 101-107, 2016.

[29] Kishi, Y.; Shigemi, S.; Doihara, S.; Mostafa.M, G.; Wase.K.; Hydrometallurgy 47, 325–338, 1998.

[30] Scholz, F.; Kahlert, H.; ChemTexts 7, 1-9, 2015.

[31] Mahmoud, M.E.; Talanta 45, 309-315, 1997.

[32] Zhou, Q.; Ding, Y.; Xiao, J.; Analytical and Bioanal Chemistry 385, 1520-1525, 2006.

[33] Chen, B.; Hu, C.; Shao, J.; Li, D.; Journal of Hazardous Materials 164, 923-928, 2009.

[34] Altunay, N.; Elik, A.; Gürkan, R.J.M.J.; Microchemical Journal 147, 277-285, 2019.

[35] Dubey, S.; Banerjee, S.; Upadhyay, S.N.; Sharma, Y.C.; Journal of Molecular Liquids 240, 656-677, 2017.

[36] Badruddoza, A.Z.M.; Shawon, Z.B.Z.; Rahman, M.T.; Hao, K.W.; Hidajat, K.; Uddin, M.S.; Chemical Engineering Journal 225, 607-615, 2013.

[37] Nassar, N.N.; Journal of hazardous materials 184, 1-3, 2010.

[38] Vollath, D.; KGaA, W.-V.V.G.; Environmental Engineering and Management Journal 7, 6-10, 2008.

[39] Wang, M.H.; Lei, D.; Qu, D.; Zhai, Y.; Wang, Y.; Journal of Environmental Sciences 25, 3-7, 2013.

[40] Dubey, A.S.; Banerjee, A.S.; Upadhyay, B.S.N.; Chandra Sharma, Y.; Journal of Molecular Liquids 240, 656-677, 2017.

[41] Seliema, M.K.; Mobarak, M.; Journal of Molecular Liquids 294, 111676, 2019.

[42] Hsu, K.C.; Lee, C.F.; Chao, Y.Y.; Hung, C.C.; Chen, P.C.; Chiang, C.H.; Huang, Y.L.; Journal of Analytical Atomic Spectrometry 31, 2338–2345, 2016.

[43] Temel, N.K.; Sertakan, K.; Gürkan, R.; Biological Trace Element Research 186, 597–607, 2018.

[44] Wang, Y.; Zhang, J.; Zhao, B.; Du, X.; Ma, J.; Li, J.; Biological Trace Element Research 144, 1381–1393, 2011.

[45] Khani, R.; Shemirani, F.; Food Analytical Methods 6, 386–394, 2013.

[46] Altunay, N.; Elik, A.; Gürkan, R.; Microchemical Journal 147, 277–285, 2019.

[47] Wang, Y.; Gao, S.; Ma, J.; Li, J.; Journal of the Chinese Chemical Society 59, 1468–1477, 2012.

[48] Pourjavid, M.R.; Arabieh, M.; Yousefi, S.R.; Jamali, M.R.; Rezaee, M.; Hosseini, M.H.; Sehat, A.A.; Materials Science and Engineering: C 47, 114–122, 2015.

[49] Khazaeli, S.; Nezamabadi, N.; Rabani, M.; Panahi, H.A.; Microchemical Journal 106, 147–153, 2013.

[50] Barreto, J.A.; de Assis, R. dos S.; Cassella, R.J.; Lemos, V.A.; Talanta 193, 23–28, 2019.