Bazı eser metal iyonlarının önderiştirilmesi ve krom türlemesi için politiyofen kaplı fe3o4 nanoparçacık kullanımı
Use of fe3o4 nanoparticles coated with polythiophene for preconcentration of some trace metals and speciation of chromium
Yazar: NİLGÜN ELYAS SODAN
Danışman: PROF. DR. LATİF ELÇİ
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Analitik kimya = Analytical chemistry

Özet:
Bu tezde, bazı eser elementlerin önderiştirilmesi ve türlemesi için manyetik katı faz ekstraksiyonuna (MSPE) dayanan iki yöntem geliştirildi. İlk yöntemde, Cu(II), Co(II), Cd(II), Ni(II) ve Zn(II) iyonlarının, politiyofen ile kaplanmış Fe3O4 ile hazırlanan manyetik nanoparçacıklarla (Fe3O4@PTh MNP), ligantsız önderiştirilmesi gerçekleştirildi. İncelenen analit iyonları, pH 7'ye tamponlanan 125 mL'lik örnek çözeltisinden kantitatif olarak, Fe3O4@PTh MNP ile alıkondu. Manyetik katı faz üzerinde alıkonan metal iyonları 1 mL 1 M HNO3 ile elüe edildi. Eluattaki analit iyonları mikroenjeksiyon sistemli alevli atomik absorpsiyon spektrofotometresi (MIS-FAAS) ile tayin edildi. Optimum koşularda, analitlerin gözlenebilme sınırları 1-10 μg L−1 aralığındadır. Yöntemin doğruluğu, sertifikalı referans madde olarak atıksu, toprak ve bitki yaprağı analizleriyle kontrol edildi. Bağıl hata ve bağıl standard sapma %5'den düşüktü. Yöntem, çevresel su, çeşitli meyve ve sebze örneklerine uygulandı. Analiz sonuçları için istatistiksel analiz yöntemleri ile değerlendirildi. 
İkinci yöntemde, pH 6,5-10 aralığında tamponlanan 125 mL'lik örnek çözeltisinden Cr(VI) varlığında Cr(III) iyonlarının önderiştirilmesi ve türlendirilmesi Fe3O4@PTh MNP'nın seçimli ve kantitatif (≥95%) adsorpsiyonuyla sağlandı. Cr(III) tayini için, doğrusal aralık, gözlenebilme sınırı, deriştirme faktörüve tekrarlanabilirlik sırasıyla 4-60 µg L-1, 1,3 µg L-1, 124,7 ve 2,2%, olarak bulundu. Aynı koşullarda Cr(VI) iyonlarının geri kazanımı %5'in altında bulundu. Cr(VI) iyonları asidik çözeltide hidroksil amin hidroklorür ile Cr(III)'e indirgendikten sonra, geliştirilen yöntem uygulanarak toplam krom derişimi geliştirlen yöntem ile tayin edildi. Toplam krom ile Cr(III) miktarları arasındaki farktan, Cr(VI) derişimi hesaplandı. Yöntemin doğruluğu, atıksu, toprak, bitki yaprağı ve bitkisel besin takviyesi içerikli sertifikalı referans maddeler kullanılarak kontrol edildi.  Yöntem, çevresel su ve biyolojik örneklere uygulandı.

Abstract:
In this thesis, two methods have been developed based on magnetic solid phase extraction (MSPE) which are the preconcentration and speciation of some trace elements. In the first method, the preconcentration of Cu(II), Co(II), Cd(II), Ni(II) and Zn(II) ions with magnetic nanoparticles (Fe3O4@PTh MNPs) prepared with polythiophene coated Fe3O4 without ligand were performed. The examined analyte ions from 125 mL of sample solution buffered to pH 7 were quantitatively retained by Fe3O4@PTh MNPs. The metal ions retained on the magnetic solid phase were eluted with 1 mL of 1 M HNO3. The analyte ions in the eluate were determined by flame atomic absorption spectrophotometer (MIS-FAAS) with microinjection system. Under optimum conditions, the limits of detection for the analyte ions ranged from 1 to 10 μg L−1. The accuracy of the method was checked by analysis of wastewater, soil and plant leaf as certified reference materials. The relative errors and relative standard deviations were lower than 5%. The method was applied to environmental water, various fruit and vegetable samples. The analysis results were evaluated by statistical analysis methods.           
            In the second method, the preconcentration and speciation of chromium from 125 mL of sample solution buffered to pH 6,5-10 were provided with selective and quantitative  (≥95%) adsorption of Cr(III) in presence of Cr(VI) by Fe3O4@PTh MNPs. The linear range, detection limit, enrichment factor and repeatability(RSD%) of the optimized method for Cr(III) were calculated to be 4-60 µg L-1, 1,3 µg L-1, 124,7% and 2,2%, respectively. Under the same conditions,  the recovery of Cr(VI) ions was found to be  less than 5%. After Cr(VI) ions were reduced to Cr(III) with hydroxyl amine hydrochloride in acidic solutions, total chromium content was determined by applying the developed method. From the difference between total chromium and Cr(III) amounts, Cr(VI) concentration was calculated. The accuracy of the method was checked using certified reference materials containing wastewater, soil, plant leaf and plant nutritional supplement. The method was applied to environmental water and biological samples.