Ανάπτυξη αυτόματων αναλυτικών μεθόδων ατομικής φασματομετρίας με συνδυασμό μικροτεχνικών ροής και εκχύλισης στερεάς φάσης για τον προσδιορισμό μετάλλων
Authors: Καζαντζή Βικτώρια 
Published: September 2021

Σκοπός της διατριβής ήταν η ανάπτυξη αυτόματων, ευαίσθητων και εκλεκτικών αναλυτικών μεθόδων ατομικής φασματομετρίας με συνδυασμό μικροτεχνικών ροής και εκχύλισης στερεάς φάσης για τον προσδιορισμό μετάλλων. Στην πρώτη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία αυτόματη μέθοδος έγχυσης σε ροή και εκχύλισης προσρόφησης σε υφασμάτινους δίσκους, σε συνδυασμό με τη φασματομετρία ατομικής απορρόφησης φλόγας, για τον προσδιορισμό Cu(II), Zn(II), Ni(II), Pb(II) και Cd(II). Ως προσροφητικό υλικό, χρησιμοποιήθηκε και αξιολογήθηκε για πρώτη φορά το sol-gel συμπολυμερές: πολυ-καπρολακτόνη-διμεθυλοσιλοξάνιο-καπρολακτόνη, επιστρωμένο σε υφασμάτινο πολυεστερικό υπόστρωμα. Το προσροφητικό υλικό, χρησιμοποιήθηκε με τη μορφή υφασμάτινων δίσκων ως υλικό πλήρωσης μικροστηλών σε σύστημα έγχυσης σε ροή σε συνδυασμό με τη φασματομετρία ατομικής απορρόφησης. Για τον on-line σχηματισμό συμπλόκων των μετάλλων, χρησιμοποιήθηκε το πυρρολιδινο-διθειοκαρβαμιδικο-αμμώνιο. Για την έκλουση των συμπλόκων, χρησιμοποιήθηκε η μέθυλο ισοβούτυλο κετόνη. Η ακρίβεια της μεθόδου αξιολογήθηκε, αναλύοντας πιστοποιημένα υλικά αναφοράς και βιολογικά δείγματα. Στη δεύτερη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία απλή και ευαίσθητη μέθοδος έγχυσης σε ροή και εκχύλισης προσρόφησης σε υφασμάτινες ίνες σε συνδυασμό με την φασματομετρία ατομικής απορρόφησης φλόγας, για τον προσδιορισμό Pb(II) και Cd(II). Ως προσροφητικό υλικό, χρησιμοποιήθηκε το sol-gel πολυ-διμεθυλοσιλοξάνιο, επιστρωμένο σε πολυεστερικό υφασμάτινο υπόστρωμα. Το μελετώμενο προσροφητικό υλικό σε μορφή υφάσματος, χρησιμοποιήθηκε με τη μορφή υφασμάτινων ινών ως υλικό πλήρωσης μικροστηλών σε σύστημα έγχυσης σε ροή σε συνδυασμό με τη φασματομετρία ατομικής απορρόφησης φλόγας. Για την on-line συγκράτηση των προσδιοριζόμενων μετάλλων με τη μορφή συμπλόκων στις υφασμάτινες ίνες, χρησιμοποιήθηκε το διαίθυλο διθειοκαρβαμιδικό νάτριο, ενώ η έκλουση έγινε με μέθυλο ισοβούτυλο κετόνη. Όλες οι παράμετροι που επηρεάζουν την ευαισθησία της προτεινόμενης μεθόδου, μελετήθηκαν και βελτιστοποιήθηκαν. Η ακρίβεια της προτεινόμενης μεθόδου αξιολογήθηκε αναλύοντας ένα πιστοποιημένο υλικό αναφοράς, δείγματα νερού βρύσης καθώς και δείγματα ενεργειακών και αναψυκτικών ποτών. Στην τρίτη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μια αυτόματη, απλή και ευαίσθητη μέθοδος για την on-line προσυγκέντρωση και τον ποσοτικό προσδιορισμό Cd(II), Pb(II), Cu(II) και Cr(VI) με φασματομετρία ατομικής απορρόφησης φλόγας. Ως προσροφητικό υλικό, χρησιμοποιήθηκε το εμπορικά διαθέσιμο προσροφητικό υλικό StrataTM-X, πακτωμένο σε μικροστήλη σε σύστημα έγχυσης σε ροή σε συνδυασμό με τη φασματομετρία ατομικής απορρόφησης φλόγας. Για τον on-line σχηματισμό συμπλόκων των μετάλλων, χρησιμοποιήθηκε το διαιθυλο- διθειοκαρβαμιδικο-νάτριο. Για την έκλουση των συμπλόκων, χρησιμοποιήθηκε η μεθανόλη. Η αποτελεσματικότητα της μεθόδου μελετήθηκε μέσω λεπτομερούς βελτιστοποίησης των πιο σημαντικών παραμέτρων. Η μέθοδος αξιολογήθηκε αναλύοντας πιστοποιημένα υλικά αναφοράς και εφαρμόστηκε για τον προσδιορισμό των μετάλλων, σε δείγματα φυσικών νερών. Στην τέταρτη πειραματική εργασία, αναπτύχθηκε μία αυτόματη μέθοδος έγχυσης σε ροή και εκχύλισης στερεάς φάσης σε συνδυασμό με τη φασματομετρία ατομικής απορρόφησης φλόγας, για τον προσδιορισμό του Tl. Ως προσροφητικό υλικό, χρησιμοποιήθηκε το πολυ-τετραφθοροαιθυλένιο με τη μορφή ξυσμάτων, τα οποία πακτώθηκαν κατάλληλα σε μικροστήλη προσυγκέντρωσης. Πριν από τη συμπλοκοποίηση του Tl με το διαιθυλο-διθειοκαρβαμιδικο-νάτριο, πραγματοποιήθηκε οξείδωση του Tl(I) σε Tl(III) με προσθήκη ποσότητας υδατικού διαλύματος Br2 κορεσμένο σε Br2, παρουσία ΗΝΟ3. Το σχηματιζόμενο σύμπλοκο συγκρατήθηκε αποτελεσματικά στην επιφάνεια του υλικού και εκλούσθηκε με μεθυλο-ισοβουτυλο-κετόνη. Όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου, μελετήθηκαν διεξοδικά. Η προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόστηκε για τον προσδιορισμό του θαλλίου σε δείγματα φυσικών νερών, δείγματα ούρων, καθώς και σε πιστοποιημένα υλικά αναφοράς.