اندازه گيري نيمه كمي آهن، مس و كروم در سنگ معدن مس با استفاده از استاندارد داخلي و بررسي طيف جرمي برخي تركيبات آلي كوچك روي بستر نانولوله‌هاي تيتانيوم اكسيد به وسيله دستگاه طيف‌سنج زمان پرواز با منبع يونش ليزري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

يكي از روش‌هاي مناسب براي تجزيه كيفي و كمي مواد، استفاده از روش طيف سنجي جرمي است. دستگاه طيف‌سنج جرمي وقتي با تابش ليزر به عنوان منبع يونش جفت مي‌شود، از جنبه آماده‌سازي نمونه باعث صرفه‌جويي وقت در فرايند آناليز مي‌شود. همچنين از آنجايي كه انرژي تابش ليزر مستقيما به نمونه منتقل مي‌شود، بازده يوني (Ion yield) قابل قبولي را ايجاد مي‌كند كه تشخيص كيفي آناليت در طيف جرمي ثبت شده را براي نمونه‌هاي با غلظت كم ممكن مي‌سازد. اما استفاده از اين روش براي آناليز كمي مواد مختلف، عيب بزرگي دارد و آن تكرارپذيري نامناسب اين روش است. به طوري كه بدون آماده‌سازي نمونه جامد به طور مناسب براي روش‌هاي ليزري جفت شده با طيف‌سنجي جرمي، انحراف استاندارد نسبي (RSD) براي هر پيك جرمي به بالاي 15 درصد براي يك گونه خاص مي‌رسد. در اين پژوهش براي حل مشكل تكرارپذيري سيگنال دستگاه طيف‌سنج زمان پرواز با منبع تابش ليزر، يك روش بسيار ساده، ارزان و سريع به منظور آماده‌سازي نمونه سنگ معدن مس ارايه شده است. در اين روش با اضافه نمودن استاندارد داخلي در نمونه سنگ معدن در حالت دوغاب و تبخير كامل آب دوغاب روي تيغه آلومينيوم به صورت همگن، مي‌توان از مزاياي استاندارد داخلي براي كاهش درصد RSDپيك‌هاي جرمي عنصري بهره برد. عناصر آهن، كروم و مس در يك نمونه سنگ معدن مس با استفاده از روش واجذب-يونش ليزري در دستگاه طيف‌سنج زمان پرواز با موفقيت به صورت نيمه كمي اندازه‌گيري شدند. درصد RSD روش و همچنين درصد خطاي نسبي اندازه‌گيري روش هردو به زير 7 درصد كاهش يافتند. همچنين روش واجذب-يونش ليزري كمك شده با ماتريكس (MALDI) از بهترين روش‌ها براي يونش نرم ماكرومولكول‌ها (جرم بالاي 7000 دالتون) براي استفاده در دستگاه طيف‌سنج جرمي زمان پرواز است. اما استفاده از اين روش يونش، براي مولكول‌هاي با جرم مولكولي كم (زير 700 دالتون) مطلوب نيست. دليل اين امر وجود پيك‌هاي جرمي با تعداد زياد ماتريكس‌هاي متداول MALDI در ناحيه زير 700 دالتون است كه طيف‌جرمي را در اين ناحيه بسيار شلوغ كرده و كار آناليز كيفي طيف جرمي در اين ناحيه را دشوار مي‌كند. براي حل اين مشكل، در اين پژوهش از بسترهايي با ساختار نانويي به جاي ماتريكس‌هاي متداول روش MALDI استفاده شده است. مزاياي استفاده از روش واجذب-يونش ليزري كمك شده با بستر و طيف‌سنجي جرمي زمان پرواز (SALDI-TOF-MS) در آناليز كيفي در دستگاه طيف‌سنج جرمي زمان پرواز، عبارتند از خلوت بودن طيف جرمي در ناحيه زير 700 دالتون، سنتز آسان، قابليت استفاده چندباره از بسترها بعد از آناليز مواد آلي روي آن با شستشو و كاهش زمان خشك شدن آناليت روي بستر نانويي. آناليز كيفي آناليت‌هاي كپسيتابين، هِمين (Hemin)، متادون، نوسكاپين، اكسي‌كودون، تبائين، كلرپيريفوس، اتيون، مالاتيون، پرمترين و فوزالون روي بستر نانولوله تيتانيوم اكسيد (TiO2-NT) توسط دستگاه طيف‌سنج جرمي زمان پرواز با منبع يونش ليزر با طول موج 1064 نانومتر انجام شد. طيف جرمي اين آناليت‌ها روي تيغه‌‌هاي TiO2-NT داراي پيك يون مادر با شدت مناسب هستند و يا پيك جرمي مربوط به آناليت‌هايي كه يون‌هاي سديم و پتاسيم به آن‌ها افزوده شده بودند، مشاهده شد. پيك‌هاي جرمي مربوط به گونه‌هاي كوچكتر حاصل از قطعه شدن مولكول مادر به حداقل رسيده و حتي در طيف بعضي از اين آناليت‌ها پيك‌هاي مربوط به گونه‌هاي كوچكتر وجود ندارند. با افزايش آبدوستي سطح نانولوله‌ها به واسطه افزايش قطر نانولوله‌ها، درصد RSD پيك‌هاي جرمي شاخص مربوط به آناليت، از بالاي 35 درصد به زير 20 درصد رسيدند. همچنين با اضافه كردن نمك NaI يا KI به صورت دستي به محلول آناليت‌ها و خشك كردن آن روي تيغه TiO2-NT ، مقدار سيگنال به نويز (S/N) پيك جرمي آناليت اضافه شده به يون سديم ([M+Na]+) يا پتاسيم ([M+K]+) افزايش يافتند كه باعث بهبود حد تشخيص آن پيك‌هاي جرمي شد. تيغه‌هاي TiO2-NT بعد از آناليز نمونه و شستشوي آن‌ها با حلال مناسب نمونه، 7 بار قابل بازيابي براي آناليز نمونه هاي بعدي مي‌باشند.

217823

تجزيه

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمود تبريزچي، محمدمحسن مومني

مهدي رنجبر، محمد ژياني، پرويز پروين